2.5. РАКЕТЫ И ДВИГАТЕЛИ ВАЛЕНТИНА ГЛУШКО

2.5. РАКЕТЫ И ДВИГАТЕЛИ ВАЛЕНТИНА ГЛУШКО

Когда 27 мая (по новому стилю) 1703 года Петр I заложил на Заячьем острове в дельте Невы будущую Петропавловскую крепость, он знал, что «прорубает» этим окно в Европу. Однако он и представить себе не мог, что через двести лет здесь, на Заячьем острове, другие люди «прорубят» дверь в космос…

«Питерскую» космонавтику связывают, прежде всего, с Газодинамической лабораторией (ГДЛ), музей которой расположен в Иоанновском равелине Петропавловской крепости.

Прямой предшественницей ГДЛ являлась Лаборатория для реализации изобретений инженера-химика Николая Ивановича Тихомирова, созданная в марте 1921 году и размещавшаяся в Москве в доме № 3 по Тихвинской улице. В состав этой организации входили химическая и пиротехническая лаборатория и слесарно-механическая мастерская.

Николай Тихомиров занимался ракетным делом с 1894 года. Произведя серию опытов с пороховыми и жидкостными ракетами, он счел нужным предложить Морскому министерству проект боевой ракеты, в качестве энергоносителя которой можно было использовать не только твердое топливо – порох, но и жидкое – смеси спиртов и нефтепродуктов. Экспертиза предложения продолжалась с 1912 по 1917 год, затем наступила пауза. Только в мае 1919 года управляющий делами Совнаркома Владимир Бонч-Бруевич получил от Тихомирова предложение реализовать его изобретение – «самодвижущуюся мину для воды и воздуха», которая, по сути дела, являлась пороховой ракетой. Тихомиров просил Бонч-Бруевича довести свое ходатайство до председателя Совнаркома и вождя мирового пролетариата Владимира Ленина. Изобретение было подвергнуто ряду новых экспертиз и в начале 1921 года признано имеющим важное государственное значение.

Николай Иванович Тихомиров – основатель и руководитель Газодинамической лаборатории

К тому времени Тихомиров пришел к заключению, что применявшийся в ракетах черный дымный порох не может обеспечить ни значительной дальности, ни стабильности полета ракет. Поэтому он сосредоточил все усилия лаборатории на создании принципиально нового пороха.

Существенный прогресс был достигнут в 1924 году, когда преподавателю Артакадемии и сотруднику Центрального государственного научно-технического института в Ленинграде Сергею Андреевичу Серикову удалось изготовить шашки из пироксилино-тротилового пороха (ПТП). Эти шашки горели без дыма, с огромным газообразованием и вполне стабильно.

В 1925 году лаборатория перебазировалась в Ленинград. Ее сотрудники занимались, в основном, разработкой ракетных двигателей: сначала – на бездымном порохе (шашки для боевых активно-реактивных снарядов, твердотопливные ускорители для самолетов), затем – на жидком.

Серийное производство шашек из ПТП началось только в 1927 году. Оно велось в детонаторной мастерской завода «Красногвардеец», а потом – в законсервированной лаборатории порохов и взрывчатых веществ Военно-морского флота, размещавшейся в Гребном порту морской гавани Ленинграда. Шашками, внешне напоминавшими хоккейную шайбу, начинались первые твердотопливные ракеты лаборатории. 3 марта 1928 года с Главного артиллерийского полигона на Ржевке поднялась в воздух одна из них – первая в мире ракета на бездымном порохе.

Деятельность лаборатории уже вышла за рамки «разработки изобретения Тихомирова», для чего она была создана. В ней трудилось уже десять человек. Тематика исследований расширялась, и в июне 1928 года лаборатория была переименована в Газодинамическую лабораторию (ГДЛ). Подчинялась она Военно-научному исследовательскому Комитету при Реввоенсовете СССР.

Не прошло и года, как в коллектив лаборатории влился недоучившийся студент и будущий академик Валентин Глушко.

Валентин Петрович Глушко родился 2 сентября 1908 года в Одессе. Любознательность и пытливость юного Глушко поощрялась его отцом. Школяр стал своим человеком в Одесской народной астрономической обсерватории. В период противостояния Марса он часами просиживал у телескопа, делая зарисовки красной планеты и ее загадочных каналов.

Естественно, он увлекался научной фантастикой, и в поздних своих трудах использовал это свое увлечение на полную катушку, довольно компетентно рассуждая о сюжетах и идеях, изложенных в тех или иных книгах.

«Весной 1921 года, – вспоминал Глушко, – я прочел „Из пушки на Луну“, а затем „Вокруг Луны.“ Эти произведения Жюля Верна меня потрясли. Во время их чтения захватывало дыхание, я был как в угаре. Стало ясно, что осуществлению этих чудесных полетов я должен посвятить свою жизнь.»

С этого момента юный Валентин начал интересоваться вопросами космонавтики, с 1923 года переписывался с Константином Циолковским, а уже в 1924 году (в период первого «космического» бума) опубликовал несколько научно-популярных работ по космонавтике.

Жизненный выбор был предопределен. По ходатайству одесского отделения Общества Любителей Мироведения Наркомпрос Украины выдал Глушко командировку в Ленинградский университет на физико-математический факультет. Заехав в Харьков и Москву, поздним летом 1925 года он прибыл в Ленинград.

Валентин Петрович Глушко

В семейном архиве семьи Глушко сохранился интересный документ – удостоверение Русского общества любителей мироведения, выписанное специально для предъявления в приемной комиссии:

"…Им проводились наблюдения и отработки по разным областям астрономии и геофизики и велась популяризаторская работа на народных обсерваториях в городе Одессе. Его наблюдения представляют несомненную научную ценность, публиковались в общих сводках работ Одесского отделения, в печатных изданиях Р.О.Л.М. В течение двух лет тов.В. П. Глушко состоял председателем Кружка Молодых Мироведов при Одесском О-ве Любителей Мироведения.

В 1925 году В. П.Глушко был избран членом-сотрудником Р.О.Л.М., каковое звание предоставляется лицам, не состоящим действительными членами, но принимающим постоянное участие в научно-исследовательской работе О-ва, представляя работы, имеющие научную Ценность.

Настоящее удостоверение выдано тов. В. П. Глушко для представления в подлежащие учреждения при исходатайствовании разрешения для поступления в Ленинградский Государственный Университет, на физико-математический факультет, причем Совет Р.О.Л.М. всецело поддерживает ходатайство, как будущего полезного научного сотрудника. Председатель Николай Морозов."

Обратите внимание – документ подписал все тот же народоволец Николай Морозов, прославившийся своим многолетним и столь полезным для саморазвития сидением в Шлиссельбургской крепости.

Учиться в ЛГУ провинциалу из Одессы оказалось непросто: стипендию он не получил, более того – приходилось платить за учебу. Нужно было подрабатывать, но все свободное от учебы время поглощали обязанности, которые Валентин на себя принял, став членом Русского Общества Любителей Мироведения и сотрудником Научного Института имени Лесгафта.

Несмотря на финансовые затруднения и катастрофическую недостачу времени, студент Глушко проектировал совершенно необычный космический корабль – гелиоракетоплан, использующий для своего полета солнечную энергию. Сама идея к тому времени была уже не нова, но технически воплощалась весьма оригинально. Солнечные батареи, расположенные в виде диска, давали электрическую энергию кораблю, помещенному в центр. Вся конструкция внешне напоминала «летающие тарелочки», ставшие знаменитыми много позже. Ток высокого напряжения шел в камеру двигателя космического корабля, куда подавалось твердое топливо в виде тонких проволочек алюминия, никеля, вольфрама, свинца или жидкое в виде ртути и электропроводящих растворов. Сильный электрический разряд приводил к тепловому взрыву. Такой тепловой взрыв уже исследовали зарубежные ученые, но никто из них не додумался применить этот эффект для ракетного двигателя. А между тем расчеты показывали, что истечение продуктов этого взрыва может происходить со скоростями во много раз большими, чем при химических реакциях. Глушко придумал новый тип ракетного двигателя: электрический ракетный двигатель (ЭРД).

Но жизнь не стала ждать, когда Валентин станет богатым и знаменитым: постановлением правления ЛГУ от 20 февраля 1929 года он был исключен за неуплату 112 рублей 50 копеек.

Потратив полтора месяца на попытки восстановления, в начале апреля 1929 года Глушко по совету сокурсника отнес третью часть своего незащищенного дипломного проекта «Металл как взрывчатое вещество» в Управление военных изобретений. И через несколько дней получил вызов к уполномоченному начальника вооружений РККА Ильину, который сообщил экс-студенту, что начальник Газодинамической лаборатории Тихомиров ждет молодого изобретателя для оформления на работу.

Окрыленный этим известием, Глушко рассказал Ильину о своих трудностях в университете, и тот пообещал помочь. И обещание свое выполнил. На свет появился такой документ:

"Студент 4-го курса ЛГУ – физмата т. Глушко В. П. привлечен к секретной работе по заданию Военно-Научно-Исследовательского Комитета НВС Союза.

Сделанное т. Глушко предложение заслуживает самого серьезного внимания.

Исходя из этого прошу Комиссию об освобождении тов. Глушко В. П. от платы за ученье в 1928 и 29 г. как научного работника, работающего по заданию Военного ведомства."

Но даже эта бумага не помогла – вот ведь крохоборы! Валентин так и не был восстановлен и допущен к защите диплома, над реализацией которого уже несколько месяцев шли работы под его непосредственным руководством…

Глушко энергично приступил к экспериментам с токопроводящими материалами и соплами различной конфигурации. Опыты проводились в лаборатории «Миллион вольт» академика Чернышева в Лесном.

Следует подчеркнуть, что этим изобретением Глушко более чем на три десятилетия опередил всех остальных ученых. Впоследствии в качестве рабочего вещества в ЭРД использовались потоки плазмы или ионов, ускоряемых электромагнитным или электрическим полями. В нашей стране такие ЭРД были установлены на автоматической межпланетной станции «Зонд-2» (шесть плазменных двигателей) и на космическом корабле «Восход-1» (ионные двигатели), стартовавших в 1964 году. Работали эти ЭРД в составе навигационных систем для коррекции траектории полета.

Но сам Глушко быстро разочаровался в ЭРД. Подробные расчеты и опыты показали, что такой двигатель имеет ограниченную тягу и не способен вывести в космос пилотируемый корабль. ЭРД – вторичен, потому что это двигатель для невесомости, но ведь в невесомость надо сначала попасть.

«Мне стало ясно, – вспоминал академик Глушко, – что при всей перспективности электрореактивный двигатель понадобится нам лишь на следующем этапе освоения космоса, а чтобы проникнуть в космос, необходимы жидкостные реактивные двигатели, о которых так много писал Константин Эдуардович Циолковский. С начала 1930 года основное внимание я сосредоточил на разработке именно этих моторов…»

Отдел Глушко создал целую серию ЖРД: от «ОРМ-1» до «ОРМ-52» (сокращение от «Опытный Ракетный Мотор»).

«ОРМ-1» был первым в длинном ряду. Топливо – четырехокись азота (окислитель) и толуол (горючее); при испытании на жидком кислороде и бензине двигатель развивал тягу до 20 кг. Камера двигателя была плакирована изнутри медью и охлаждалась водой, заливавшейся в наружный кожух. Весь двигатель состоял из 93 деталей.

Схема двигателя «ОРМ-1» (продольный и поперечный разрезы)

Электротермический двигатель конструкции Валентина Глушко

«ОРМ-1» показал себя довольно капризным двигателем, работал нестабильно, часто взрывался. В конце концов работы по двигателям с монотопливом были в ГДЛ прекращены.

Следующие двигатели были лучше. Уже в «ОРМ-3» и «ОРМ-5» двигатель охлаждался одним из компонентов топлива. Количество переходило в качество. А ГДЛ становилась ведущей организацией в стране по исследованиям в области ракетных двигателей на жидком топливе.

Хозяйство расширилось, разветвилась тематика. Над ракетными снарядами работали на Ржевском полигоне под Ленинградом. Порох готовили в Гребном порту на Васильевском острове. Стартовые ускорители отрабатывали на Комендантском аэродроме. Двенадцать комнат получили в знаменитом здании Главного Адмиралтейства с золотым шпилем. И, наконец, Глушко со своими ЖРД занимал Иоанновский равелин Петропавловской крепости.