В этот день… №1-25 (11-20 сентября)



Александр Грищенко Середина сентября – очень интересное время. Именно в эти дни заработала автоматическая «луночерпалка», впервые облетели Луну живые организмы, взлетела в харьковское небо первая ракета, сделанная руками студентов.
 
 

 
 
12 сентября 1966 года – старт космического корабля «Джемини-11» (Gemini, США).

Предпоследний КК серии «Джемини» совершил трёхсуточный полёт с 12 по 15 сентября 1966 года Экипаж корабля – Чарльз Конрад (Charles Conrad) и Ричард Гордон (Richard Gordon). Во время полёта корабль стыковался с ракетой-мишенью «Аджена» (Agena). Затем работа её двигателя позволила поднять орбиту корабля до 1370 км в апогее. Проводился эксперимент по созданию искусственной силы тяжести. Для этого корабль и ракету-мишень соединили тросом длиной 30 м, после чего раскрутили Экипаж КК «Джемини-11» (слева направо – Гордон, Конрад)эту конструкцию относительно общего центра масс. Во время полёта Ричард Гордон выходил из корабля в открытое космическое пространство на 33 минуты (именно для соединения тросом корабля и ракеты).

Ракета-мишень «Аджена-Д» (модификация ступени «Аджена-Б») выполняла функции не только пассивного объекта стыковки, но и межорбитального буксира (разгонного блока в современной терминологии). Как было обещано ранее, рассмотрим основной двигатель этой ракеты – ЖРД Белл LR81-BA-13 (8247). Топливные компоненты – самовоспламеняющиеся, длительного хранения: горючее – НДМГ, окислитель – красная дымящая азотная кислота с ингибиторной присадкой.

ЖРД Белл LR81-BA-13 (8247)Система подачи топлива – турбонасосная. ТНА состоит из одноступенчатой активной турбины, работающей на продуктах сгорания топлива в газогенераторе, и двух центробежных топливных насосов с преднасосами. Насосы приводятся турбиной через коробку передач. Насос горючего обеспечивает также подачу горючего к гидравлическому шестерённому мотору постоянного объёма, приводящему гидравлический насос системы отклонения камеры сгорания.

Камера сгорания – выполнена из алюминия. Система охлаждения регенеративная, в качестве охладителя используется окислитель. Каналы для охлаждения выполнены в стенках камеры сгорания сверлением. Конструкция форсуночной головки обеспечивает плёночное охлаждение стенок камеры. Камера устанавливается шарнирно и отклоняется гидравлической системой на угол 5° для управления по тангажу и курсу во время активного полёта. Сопло двигателя имеет неохлаждаемую приставку, изготовленную из титанового сплава. Продольные и поперечные ребра жёсткости приставки выполнены из молибдена. Внутренняя поверхность покрыта окисью алюминия. Охлаждаемая часть сопла – из алюминия, каналы для охладителя выполнены сверлением.

Схема ЖРД Белл LR81-BA-13 (8247)

Схема ЖРД Белл LR81-BA-13 (8247):
1 – насосы горючего и окислителя; 2 – турбина; 3 – трубопроводы к основным бакам; 4 – выпускной патрубок турбины; 5 – газогенератор; 6 – форсуночная головка; 7 – контрольные клапаны; 8 – соленоидные клапаны; 9 – камера сгорания; 10 – пусковой бак с окислителем; 11 – трубки Вентури; 12 – пусковой бак с горючим; 13 – нагруженный пружиной поршень; 14 – резервуар с газом; 15 – окислитель; 16 – горючее

Система запуска обеспечивала пятикратный запуск в космическом пространстве. Запуск происходил следующим образом. При открытии соленоидных клапанов азот, находящийся под давлением, вытесняет из небольших пусковых баков топливо в газогенератор, где оно самовоспламеняется. Из газогенератора продукты сгорания поступают на турбину, приводящую топливные насосы. От каждого насоса топливные компоненты поступают по трубопроводам к пусковым бакам под давлением большим, чем начальное давление азота, и поэтому оттесняют нагруженный пружиной поршень в каждом баке. После сжатия азота до начального объёма контрольный клапан закрывается и топливо может быть снова подано в газогенератор для следующего запуска двигателя.

Заданный расход топлива поддерживается трубками Вентури.

Основные технические характеристики двигателя: тяга в пустоте – 71250 Н; удельный импульс в пустоте – 2940 м/с; давление в камере сгорания – 3,5 МПа ; сухая масса двигателя – 136 кг.

Четырежды проводился эксперимент по стыковке на орбите пилотируемых кораблей «Джемини» с ракетами «Аджена-Д». В двух случаях ЖРД ракеты включался для перевода ракеты с пристыкованным к ней КК на более высокую орбиту. Во всех полётах с ракетой «Аджена» её двигательная установка действовала безотказно.


 

12 сентября 1970 года – запущена автоматическая станция «Луна-16», выполнившая 20 сентября посадку на Луну в Море Изобилия, бурение грунта и доставку лунной породы 24 сентября на Землю (СССР).

АЛС «Луна-16»Первая «луночерпалка» — автоматическая лунная станция (АЛС) Е-8-5 №402, разработки НПО им. Лавочкина, должна была направиться к Луне ещё в 1969 году, а именно 14.06.1969, то есть до полёта американского КК «Аполлон-11». К сожалению, подвёл носитель – ракета 8К82К («Протон-К») с разгонным блоком «Д». Следующая попытка, через месяц 13.07.1969 (за три дня до старта «Аполлона-11») также не увенчалась успехом. Старт прошёл успешно, АЛС «Луна-15» ушла к Луне, но на этапе прилунения, станция по невыясненной причине упала на поверхность Луны (21.07.1969). Увы, но первые образцы лунного грунта доставили на Землю астронавты США, а не советская автоматическая станция.

Было ещё три неудачных пуска АЛС Е-8-5 – два в 1969 году (станции остались на околоземной орбите), и один в начале 1970 года.

АЛС «Луна-16» состояла из корректирующе-тормозного модуля, возвратной ракеты и спускаемого аппарата. Изначально корректирующе-тормозной модуль (КТМ) создавался для доставки лунохода на поверхность спутника Земли. Для максимальной унификации программ конструкцию КТМ оставили почти без изменений (обзор №1-06 16–31.01.2016). На посадочном модуле было установлено грунтозаборное устройство, которое состоит из бурового станка с системой электрических приводов и бурового снаряда, механизма выноса грунтозаборного устройства и приводов, перемещающих механизм выноса в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Приборный отсек, имеющий форму тора, служил стартовой площадкой для возвратной ракеты.

Схема АЛС «Луна-16»Возвратная ракета – самостоятельный ракетный блок с однокамерным ЖРД и системой из трёх сферических баков с компонентами топлива (четырёхокись азота и НДМГ). Диаметр центрального бака 0,67 м, диаметр каждого из периферийных баков – 0,53 м. Для стабилизации возвратной ракеты на активном участке служили рулевые сопла. На центральном баке укреплён цилиндрический приборный отсек, внутри которого установлены электронные счётно-решающие и гироскопические приборы системы управления ракетой, приборы бортового радиокомплекса метрового диапазона с телеметрической системой, аккумуляторные батареи и приборы бортовой автоматики.

В верхней части приборного отсека с помощью металлических стяжных лент прикреплён спускаемый аппарат сферической формы массой 36 кг, который отделяется от ракеты по команде с Земли. СА представляет собой металлический шар диаметром 0,5 м, на внешней поверхности которого нанесено ТЗП из асботекстолитового наружного слоя и наполнителя из стеклотекстолитовых сот, предохраняющее аппарат с установленным внутри него оборудованием от воздействия высоких температур при входе в атмосферу Земли.

Схема полёта АЛС «Луна-16»

Схема полёта АЛС «Луна-16»:
1 – выведение на орбиту ИСЗ; 2 – полет по орбите ИСЗ; 3 – разгон; 4 – перелёт Земля-Луна; 5 – коррекция; 6 – торможение и выход на орбиту ИСЛ; 7 – орбита Луны; 8 – маневрирование на окололунной орбите; 9 – торможение и мягкая посадка; 10 – АМС на Луне; 11 – старт с поверхности Луны; 12 – перелёт Луна-Земля; 13 – отделение возвращаемого аппарата

Небольшой внутренний объем СА разделён на три изолированных отсека. В одном из них расположены радиопеленгационные передатчики, серебряно-цинковая аккумуляторная батарея, элементы автоматики и программно-временное устройство, управляющее вводом в действие парашютной системы. Во втором отсеке расположены парашют, четыре упругие антенны пеленгационных передатчиков, два наполненных газом эластичных баллона, обеспечивающих необходимое положение СА на поверхности Земли после посадки. Третий отсек – цилиндрический контейнер для образцов грунта, взятого с поверхности Луны.

На трассе перелёта к Луне АЛС «Луна-16» была проведена коррекция орбиты (14.09.1970). Вторая коррекция не понадобилась. 17 сентября в 2 часа 38 минут 14 секунд было проведено включение двигателя, который, отработав 236 секунд, обеспечил торможение и выход АЛС на селеноцентрическую орбиту с высотой в периселении 102,6 км, в апоселении 118,6 км, наклонением относительно плоскости лунного экватора 70° и периодом орбиты 1 час 58 минут 53 секунды.

Первая коррекция орбиты, проведённая 18 сентября, обеспечила прохождение АЛС над выбранным районом посадки с одновременным понижением высоты периселения до 20,8 км. С помощью второй коррекции (19 сентября) периселений был понижен до 11,86 км.

Возвращаемый аппарат АЛС «Луна-16» на Земле20 сентября ДУ обеспечила торможение и сход с орбиты станции «Луна-16». Высота над поверхностью Луны на начало торможения составляла 13,28 км, а на момент выключения двигателя – 2,45 км. После выключения двигателя аппарат совершал свободное падение в течение 43 секунд. На высоте 600 м от поверхности вновь начал работать основной двигатель станции в режиме регулируемой тяги в соответствии с выбранной программой управления и поступающей информации от радиовысотомера и допплеровского измерителя скорости. На высоте 20 м скорость станции была снижена до 2 м/с. Основной ЖРД был выключен и снижение происходило с помощью двигателей малой тяги. На высоте 2 м они были выключены и 20 сентября в 8 часов 18 минут АЛС «Луна-16» совершила мягкую посадку в районе Моря Изобилия. Отклонение от расчётной точки посадки составило 1,5 км. Масса станции при посадке на Луну составила 1880 кг.

Затем по команде с Земли было включено грунтозаборное устройство, начались операции по забору грунта, включая бурение грунта до глубины 0,35 м. Взятые образцы грунта были помещены в контейнер возвратной ракеты и загерметезированы.

КРД-61Старт возвратной ракеты с поверхности Луны состоялся 21 сентября в 10 часов 43 минуты 21 секунду. Продолжительность обратного перелёта составила 84 часа. 24 сентября за 8 часов до входа СА в атмосферу Земли произошло его отделение от возвратной ракеты. Скорость входа в атмосферу составила 10950 м/с, а максимальные перегрузки, действующие на СА в процессе аэродинамического торможения, достигали 315 единиц. При снижении вертикальной скорости до 250 м/с на высоте 14,5 км была введена в действие парашютная система, и спускаемый аппарат совершил мягкую посадку в 80 км юго-восточнее Джезказгана.

Впервые в мире была осуществлена доставка автоматическим аппаратом на Землю образцов лунного грунта. Общая масса реголита, доставленного «Луной-16», составила 101 грамм.

Разумеется, успешное выполнение программы полёта, достигнуто согласованной надёжной работой всех структурных элементов, составляющих комплекс РН-АЛС. Прежде всего, это относится к двигательным установкам носителя и самого космического аппарата. На заключительном этапе полёта его успех определялся работой двигателя возвратной ракеты – КРД-61 (С5.61), созданного в «КБ Химмаш».

Космический ракетный двигатель КРД-61 был создан в 1968-1970 гг. для взлёта с Луны возвращаемых КА. Представлял собой однокамерный ЖРД с насосной подачей самовоспламеняющихся компонентов топлива. Двигатель снабжён неподвижными рулевыми соплами, работающими на генераторном газе. Для наддува топливных баков и управления агрегатами автоматики ДУ использует гелий, хранящийся в сферических баллонах.

Основные технические характеристики ЖРД КРД-61: тяга в пустоте – 18,8 кН; удельный импульс в пустоте – 3070 м/с; давление внутри камеры сгорания – 9,22 МПа; коэффициент соотношения компонентов – 1,84; сухая масса двигателя – 42 кг; время работы – 53 с.

Двигатель КРД-61 создавался под руководством основателя «КБ Химмаш» Алексея Михайловича Исаева, но непосредственно возглавлял его разработку его заместитель – Владислав Николаевич Богомолов.


 

14 сентября 1919 года – родился Владислав Николаевич Богомолов (СССР).

Владислав Николаевич Богомолов родился в деревне Тараканово Южского района Ивановской области. Окончил в 1937 году школу №30 г. Иваново. Между прочим, в этой школе учились в своё время такие будущие знаменитости, как великий учёный Мстислав Всеволодович Келдыш и его брат Юрий; будущий первый директор космического института Георгий Иванович Петров.

Богомолов Владислав Николаевич (1919 – 1997)После окончания школы Богомолов поступил в Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе. В 1940 году, будучи студентом четвёртого курса, без отрыва от учёбы В. Н. Богомолов поступает на работу и трудится в должности конструктора завода 301 г. Химки. Начавшаяся война не дала возможности Владиславу Николаевичу своевременно окончить институт и получить диплом инженера-технолога. Это произойдёт лишь в январе 1946 года.

После успешной защиты диплома Владислав Николаевич распределяется в НИИ-1 МАПа. Здесь и состоялась его первая встреча с А. М. Исаевым. С марта 1946 года Богомолов стал ведущим конструктором в КБ А. М. Исаева по стартовому ускорителю с ЖРД (СУ-1500) для самолётов.

В 1948 году КБ Исаева вошло в состав НИИ-88 Министерства Вооружений. Основная тематика работ – ЖРД для ракет комплекса ПВО страны. С 1948 по 1952 год Владислав Николаевич был начальником группы КБ. 4 апреля 1952 года Богомолов стал заместителем главного конструктора ОКБ-2.

ОКБ-2 в подмосковном Калининграде было поручено создание двигателей для новых советских зенитных ракет. Именно Владислав Николаевич отвечал за разработку двигателей для ракет КБ Грушина. В результате на свет появились ЗРК «Нева» и «Десна», которые не раз неприятно удивляли американцев и других потенциальных противников. Именно С-75 «Десна» 1 мая 1960 года сбила американский самолёт-шпион U-2 «Локхид» на высоте 21 километр в районе Свердловска. Лётчик капитан Френсис Пауэрс попал в плен. А 27 октября 1962 года ракетчики уже при помощи «Десны» уничтожили второй после Пауэрса американский разведывательный самолёт U-2, который фотографировал позиции советских войск в районе кубинского города Банес. Пилот майор Рудольф Андерсен погиб. Позже в июле 1965-го дивизион советских ракетчиков во Вьетнаме, используя ту же «Десну», за один день сбил сразу 3 новейших американских истребителя «Фантом» — это стало настоящим шоком для командования ВВС США.

Однако один из «отцов» грозных советских ракет к тому времени занимался совсем иным, куда более сложным делом. Ещё в 1950-е генеральный конструктор Сергей Королёв — легендарный основоположник практической космонавтики, уговорил Исаева и Богомолова заняться созданием двигательных установок для космических аппаратов. Владислав Николаевич возглавил «космическое» направление ОКБ-2. В частности, под его руководством в кратчайший срок была создана тормозная двигательная установка для космического корабля «Восток», причём при минимальных габаритах и весе. Вскоре после полёта Юрия Гагарина в июне 1961 года В. Богомолову было присвоено высокое звание Героя Социалистического Труда — «за большой вклад в создание ракетной техники и осуществление первого в мире полёта человека в космос». Впрочем, этот указ Президиума Верховного Совета СССР на долгие годы остался секретным. В 1971 году, после смерти А. М. Исаева, В. Н. Богомолов возглавил «КБ Химмаш» и руководил им до 1985 года.

Под руководством и при непосредственном участии В. Богомолова были созданы десятки двигательных установок и жидкостных ракетных двигателей малой тяги для всех направлений советской ракетной и космической техники. Изделия «фирмы Богомолова» с успехом использовались в авиации, в ракетах-носителях наземного и морского базирования, в зенитных, авиационных и метеорологических ракетах, в космических аппаратах для ближнего и дальнего космоса, в пилотируемых космических кораблях и станциях. Это космические аппараты серий «Восток», «Восход», «Марс», «Венера», «Луна», «Зонд», «Союз», «Молния», «Космос», а также целые семейства отечественных баллистических и крылатых ракет.

В. Богомолов скончался в 1997-м в возрасте 77 лет в городе Королёве (так был переименован бывший Калининград). Вплоть до 1992 года он оставался в строю и продолжал работать. В Королёве в честь Героя названа одна из улиц, ещё при жизни Владислав Николаевич стал почётным гражданином этого города.


 

15 сентября 1968 года – первый облёт Луны и возвращение на Землю корабля «Зонд-5» с животными на борту с использованием баллистического спуска (СССР).

КА «Зонд» («Союз 7К-Л1»)В августе 1964 г. было принято постановление Правительства СССР «О лунной программе», которое предусматривало облёт Луны пилотируемым КК. Для этого предусматривалось использование РН УР-500 («Протон») и КК 7К-Л1 («Союз»). Правда, от КК «Союз» остались лишь приборно-агрегатный отсек и спускаемый аппарат. Беспилотные варианты «облётных» «Союзов» получили наименование «Зонд» (от 4-го до 8-го). Их масса составляла 5,2-5,5 т. КА оснащён активной системой ориентации и управления движением, содержащей командные приборы, в частности, гироплатформу и датчики солнечно-звёздной ориентации. Система обеспечивала ориентацию КА на Солнце (для освещения СБ), ориентацию остронаправленной антенны на Землю, астроориентацию КА в сеансах коррекции. В реактивной системе управления ориентацией добавлен резервный комплект микро РД (8 единиц), номинальной тягой 9,8 – 14,7 Н.

СА КА «Зонд», вернувшийся на Землю после облёта ЛуныВ составе корректирующей РД имелся один однокамерный ЖРД КТДУ-35 (С5.53) с рулевыми соплами. Двигатель был разработан в «КБ Химмаш» в 1962-1967 гг. и являлся развитием КТДУ-35 (обзор №1-05 01–15.01.2016) без вспомогательного ЖРД. Компоненты топлива – азотная кислота и НДМГ. Основные характеристики двигателя: тяга в пустоте – 4,09 кН; удельный импульс в пустоте – 2759 м/с; давление в камере сгорания – 3,92 МПа; соотношение компонентов – 1,85.

Особой задачей при создании двигательной установки было стопроцентное обеспечение поступления топливных компонентов к заборным горловинам баков. Если не предусмотреть необходимых мер, топливо не поступит к входу в насосы ТНА и в камеру сгорания, что не позволит создать тормозной импульс при подлёте к Земле. Задача усложняется тем, что на возвратной траектории, после выполнения необходимых коррекций, количество топливных компонентов в баках невелико. Проблема была решена, в частности, применением эластичных разделителей в топливных баках ДУ.

21 сентября СА КА «Зонд-5» вошёл со второй космической скоростью в атмосферу нашей планеты и приводнился в Индийском океане. На борту КА находились живые черепахи и другие биологические образцы, которые благополучно вернулись на Землю. Так что, не экипаж КК «Аполлона-8», а бессловесные представители фауны нашей планеты первыми облетели Луну и вернулись обратно.


 

19 сентября 1940 года – успешный запуск пороховой ракеты, разработанной реактивной группой в стенах Харьковского авиационного института (СССР).

Пороховая ракетаВ ноябре 1937 года в ХАИ возобновила свою работу группа реактивного движения. Её предшественница – реактивная группа, созданная на общественных началах, в ноябре 1934 года при военно-научном комитете Харьковского областного совета ОСОАВИАХИМа, прекратила свою деятельность по ряду причин, в том числе из-за невозможности решать финансовые и материально-технические вопросы.

Возродившаяся группа работала под руководством академика Георгия Фёдоровича Проскуры. Энтузиасты занимались разработкой и созданием пороховых ракет, жидкостно-реактивных двигателей, экспериментальных пусковых устройств, оборудования и парашютов для спуска ракет.

Наибольший успех был достигнут в создании ракеты с РДТТ. Для изготовления пороховых шашек был изготовлен рычажный пресс, а затем применялся 75-тонный пресс лаборатории кафедры сопротивления материалов. Сотрудниками группы была изготовлена и исследована серия пороховых ракет. Их начинка проверялась на испытательном бронированном стенде. Ракеты продувались в аэродинамической трубе.

19 сентября 1940 года был осуществлён успешный запуск пороховой ракеты с четырёхметровой катапульты на полигоне близ села Черкасская Лозовая Харьковской области. Ракета улетела на 1 км 200 м от места старта. Основные технические характеристики летательного аппарата: диаметр – 120 мм; длина – 1500 мм; стартовая масса – 23 кг; масса порохового заряда – 10,2 кг.

Да, результат довольно скромный, но не следует забывать, что он достигнут в результате самостоятельной и добровольной работы студентов, а не дипломированных специалистов (как это было в ГИРДе). И всё это происходило за десять лет до того, как в ХАИ начали подготовку специалистов в области ракетной техники.
Монтаж пусковой установки (ХАИ, 1939)Прессование пороха в ракете (Лесопарк г. Харькова, 1938)

 


 

При подготовке материалов были использованы следующие источники:

  1. Космонавтика. Энциклопедия. – М.: «Советская Энциклопедия», 1985.
  2. Иностранные авиационные и ракетные двигатели (по данным иностранной печати). Институт им. П. И. Баранова, 1967.
  3. К. Гэтланд и др. Космическая техника. – М.: «Мир», 1986.
  4. Двигатели 1944-2000. Авиационные, ракетные, морские, промышленные. – М.: «АКС-Конверсалт», 2000.
  5. Сын земли русской. К 90-летию В. Н. Богомолова. – Под общей редакцией В. А. Петрика. – М.: «Интеллект Центр», 2009.
  6. Газета Национального аэрокосмического университета «За авиакадры». – №8-9 сентябрь-октябрь, 2015 г. – «На заре ракетно-космической эры (к 75-летию запуска пороховой ракеты, спроектированной и построенной реактивной группой ХАИ)» А. Фирсов.
  7. www.novosti-kosmonavtiki.ru

 


« »



Оставьте свой комментарий

Вы должны быть авторизованы чтобы оставлять комментарии.

Рейтинг@Mail.ru