Ракеты Михаила Тихонравова
Ракеты Михаила Тихонравова
Среди «гирдовцев» гораздо больших успехов добилась вторая бригада, возглавляемая Михаилом Клавдиевичем Тихонравовым.
В бригаде работали способные инженеры с отличной физико-математической подготовкой. Они вели следующие темы: двигатель «РД-А» («РДА-1») с насосной подачей компонентов для ракетоплана «РП-2» (модификация ракетоплана «РП-1» с двигателем Тихонравова и двумя кислородными баками), ракета «ГИРД-05» под азотно-кислотный двигатель «ОРМ-50» конструкции Валентина Глушко, ракета «ГИРД-07» с двигателем на жидком кислороде и керосине, ракета «ГИРД-09» с использованием топлива смешанного агрегатного состояния.
Первоначально основное внимание в бригаде уделялось разработке топливного насоса, спроектированного Тихонравовым. В 1932 году были изготовлены рабочие чертежи насоса. Но изготовление его, переданное одному из предприятий, затянулось.
Во второй половине 1932 года центр тяжести работ бригады сместился на создание ракет, причем разработка их проектов в основном велась комплексно, включая корпус ракеты, двигатель, систему подачи, наземное оборудование, систему спасения.
Ракета «ГИРД-07» была первой ракетой, над которой начала работать вторая бригада ГИРДа. Ее двигатель должен был работать на жидком кислороде и керосине. Топливные баки помещались в стабилизаторах ракеты, а ЖРД — между ними. Подача топлива осуществлялась давлением паров кислорода. Однако отработка двигателя ракеты «07» не была закончена в ГИРДе, и впоследствии она летала с двигателем, проходившим под обозначением «10».
Наиболее успешно и быстро второй бригадой были осуществлены работы по ракете «ГИРД-09». Она была спроектирована под топливо, состоящее из жидкого кислорода и сгущенного бензина. Двигатель ракеты «09» представлял собой камеру из листовой латуни с бронзовой головкой и бронзовым гнездом для сопла. Сопло было изготовлено из стали. В головку ввертывался пусковой кран, соединенный непосредственно с кислородным баком, изготовленным из дюралевой трубы. Подача жидкого кислорода осуществлялась давлением его же паров. Для наблюдения над нарастанием давления на ракете был установлен манометр. Сгущенный бензин помещался непосредственно в камере сгорания между особой цилиндрической металлической сеткой и стенками камеры. Корпус ракеты, внутри которого были размещены двигатель и бак, был сделан из дюраля толщиной 0,5 миллиметра. Стабилизаторы были из электрона. Полностью снаряженная ракета весила 19 килограммов, в том числе 6,3 килограмма приходилось на топливо.
Первые испытания ракеты «ГИРД-09» состоялись на Нахабинском полигоне 8 июля 1933 года. На нем присутствовали многие специалисты ГИРДа, в том числе и Сергей Королев. Состоялось два запуска двигателя. При первом запуске двигатель «09» развил тягу в 28 килограммов, при втором — 38 килограммов.
Объяснялось это тем, что давление в камере сгорания во втором случае было на 3 атмосферы выше. Посовещавшись, «гирдовцы» решили впредь работать при еще более высоком давлении.
Через месяц, 7 августа 1933 года, на Нахабинском полигоне испытывался двигатель с давлением в камере 13 атмосфер. Тягу удалось поднять до 53 килограммов.
Для будущей ракеты пробовали разные варианты зажигания смеси в камере сгорания. Пытались использовать и медленногорящий состав на основе пороха. Этот состав в камере должен был воспламенять топливную смесь. Подобрали нужный порох, поместили в металлический сосуд. Начали испытывать, как он будет гореть. Но он сразу же взорвался.
Тогда Тихонравов и Королев, используя свой авиационный опыт, решили применить зажигание от свечи, как это делается в авиадвигателях. И свеча не подвела, хотя иногда случались неприятности. Особенно огорчали неудачи в последние дни перед пуском ракеты, из-за чего ее старт приходилось трижды откладывать — 9, 11, 13 августа. Наконец наступило 17 августа 1933 года — канун Дня Воздушного Флота, который «гирдовцы», среди которых было много авиаторов, считали своим праздником.
Вот как рассказывает об этом историческом событии Николай Иванович Ефремов, сотрудник и секретарь партийной организации ГИРДа:
«Семнадцатое августа. На испытания поехали немногие, что способствовало деловой обстановке. Ракету готовили не спеша, проверялся каждый агрегат по нескольку раз, и только к вечеру закончили подготовку. Ракета заправлена бензином, вернее, остатками бензина, ее опустили в пусковой станок. Проведена заливка жидкого кислорода, одет носовой обтекатель. Начинает нарастать давление в кислородном баке от паров кислорода Теперь надо ждать и следить по манометру, установленному на ракете, до пускового давления в 18 атм. Стрелка манометра остановилась на цифре 13,5 и не хочет больше двигаться. По струйке паров видно, что пропускает предохранительный клапан и давление больше не поднять. Устанавливается своеобразное равновесие. Что делать?
Решаем произвести запуск, правда, ракета не достигнет расчетной высоты, но это при первом пуске не имеет принципиального значения. Главное — полет, в котором будет проверена работа всех агрегатов. «Добро, пускаем!» — решает Сергей Павлович. Достаю коробку спичек и передаю ему. Он поджигает бикфордов шнур. Идем в блиндаж. Становлюсь у пульта управления, рядом вплотную становится Сергей Павлович. Смотровое окно узкое, и мы стоим очень плотно, чтобы видеть ракету и пусковой станок.
Команда «контакт», и сразу же толкаю от себя рукоятку пускового крана. Взрыв — звучит приятный «голос» нашего двигателя, и первая советская ракета медленно начала подъем. Затем будто зависла на верхнем срезе пускового станка. Впечатление такое, что она зацепилась за концы направляющих труб и только после этого ринулась ввысь. Летит!!! Мы бросились к выходу, чтобы следить за дальнейшим ее полетом.
Нас охватило чувство, которое трудно даже описать. Тут и нервное напряжение, накопившееся за все предпусковое время, и восторг, и радость, и еще что-то… Словом, эмоций больше, чем нужно. Сергей Павлович был ближе к выходу и первым оказался в проеме выходной двери, да так и застрял там, загородив собой выход, глядя на летящую вверху ракету. Тут уж не до вежливости и этикета. Резким толчком плеча я вытолкнул его наружу, а сам застыл на том же месте, жадно следя за полетом, стараясь не упустить ни одного колебания ракеты, которая начала раскачиваться.
Состояние полной отрешенности от всего окружающего, все внимание только туда — в вышину. Евгений Маркович Матысик и Лев Алексеевич Иконников, наши слесари-сборщики, забрались на дерево, чтобы лучше следить за полетом. Когда ракета взлетела, они стали восторженно кричать и подпрыгивать на своих ветках. В результате Матысик потерял равновесие и свалился вниз.
Ракета поднялась примерно на 400 м и повернула к земле. Причиной изменения полета послужило повреждение во фланцевом соединении камеры сгорания с сопловой частью, за счет чего возникла боковая сила, которая и завалила ракету. До земли ракета летела с работающим двигателем и разрушилась от ударов о деревья.
Ракету увидели издали, она разломилась на несколько частей. Из сопла все еще струился дымок».
Полету «девятки» был посвящен специальный выпуск стенгазеты ГИРДа «Ракета № 9». Во всю ширину газеты приведена слегка измененная фраза из заметки Сергея Королева: «Советские ракеты победят пространство!» А ниже сама заметка:
«Первая советская ракета на жидком топливе пущена. День 17 августа, несомненно, является знаменательным днем в жизни ГИРДа, и начиная с этого момента советские ракеты должны летать над Союзом Республик.
Коллектив ГИРДа должен приложить все усилия для того, чтобы еще в этом году были достигнуты расчетные данные ракеты и она была сдана на эксплуатацию в Рабоче-Крестьянскую Красную Армию.
В частности, особое внимание надо обратить на качество работы на полигоне, где, как правило, всегда получается большое количество неувязок, недоделок и прочее.
Необходимо также возможно скорее освоить и выпустить в воздух другие типы ракет, для того чтобы всесторонне научить и в достаточной степени овладеть техникой реактивного дела.
Советские ракеты должны победить пространство!»
Обратите внимание, Королев прямо пишет о том, что ракета должна встать на вооружение РККА. Это очень симптоматично для нового поколения ракетчиков: они уже думали не столько о полетах на Луну или на Марс, сколько о более близкой перспективе — создании боевых ракет дальнего действия. Они были детьми своего времени, а это было время войны…
Однако вернемся к основной теме нашего разговора. Успех первого запуска следовало закрепить, и поздней осенью 1933 года была запущена вторая ракета «ГИРД-09». На это раз испытания не оправдали ожиданий, после подъема ракеты на высоту около 100 метров по невыясненной причине произошел взрыв двигателя.
Впоследствии было изготовлено и запущено еще шесть экземпляров ракеты «ГИРД-09», имевших, правда, индекс «13». В ходе их пусков выявлялось влияние угла, под которым ракета пускалась, на характер полета. Большинство из этих ракет достигло высоты полета в 1,5 километра.
Проектирование ракеты «ГИРД-05» началось после запуска «девятки». Она рассчитывалась под двигатель «ОРМ-50» конструкции Валентина Глушко, работавший на азотной кислоте и керосине. Ракета была построена в конце 1933 года в период создания новой организации на базе ГИРДа и ГДЛ.
В 1934 году ракета с установленным двигателем прошла пять стендовых испытаний для отладки системы подачи топлива. При попытке пуска ракеты на полигоне, в связи с пониженным давлением подачи топлива из баков, двигатель развил неполную тягу и выработал все топливо, находясь в пусковом станке.
Позднее ракета «ГИРД-05» была использована как прототип при проектировании стратосферной ракеты «Авиа-ВНИТО». Для нее был использован керамический двигатель «12к», конструкции инженера Душкина, с тягой в 300 килограммов, работавший на жидком кислороде и 96 %-ном спирте, продолжительностью работы 60 секунд.
Среди других изменений, внесенных в конструкцию ракеты «ГИРД-05» при проектировании «АвиаВНИТО», можно назвать установку профилированных пустотелых стабилизаторов, которые взяли от неоконченной высотной ракеты «РДД-11». Ракета «АвиаВНИТО» имела длину 3,225 метра, диаметр — 0,3 метра, начальный вес — 97 килограммов, из которых 32,6 килограмма приходилось на топливо, а 10 килограммов — на полезный груз. В головной части ракеты уложили парашют, который должен был открываться по сигналу гироприбора при определенном угле отклонения ее продольной оси от вертикали. В приборном же отсеке установили аппарат для замера высоты полета, созданный на основе барографа.
Первый пуск «АвиаВНИТО» был осуществлен 6 апреля 1936 года из пускового станка ракеты «07» с короткими направляющими. Ракета вышла из него, не набрав большой скорости, и полетела, поворачиваясь против ветра. В результате парашют раскрылся еще до окончания работы двигателя и не дал ей подняться достаточно высоко.
Для последующих пусков, чтобы обеспечить строго вертикальный старт, соорудили деревянную мачту высотой в 48 метров с направляющей планкой, которую охватывали держатели — «лапки» ракеты. Планкой служил рельс от узкоколейки. 15 августа 1937 году был произведен успешный пуск этой ракеты на высоту около 3 километров с использованием мачты в качестве пускового станка.