Страница:
Нужен был прямой эксперимент. Но провести его на полигоне невозможно: как поднять ракету, не запустив двигателя?
Поиски привели на Ленинградский металлический завод (ЛМЗ), тогда еще имени Сталина. В огромном корпусе, где собирались орудийные башни главного калибра для морских судов, была подходящая высотная часть, нужное заглубление, все необходимые подъемные краны.
Осенью 1956 года стартовая система вместо полигона прибыла на ЛМЗ, где была смонтирована и отрабатывалась под руководством Бармина с участием работников завода. Наш опытный завод специально для этого эксперимента изготовил полномасштабные макеты всех блоков, которые собирали на ЛМЗ. В Ленинграде ракета впервые встретилась со своим стартовым устройством. После монтажа установки был произведен пробный «пуск» ракеты – вместо двигателей ее поднял заводской кран.
Испытатели испугались, наблюдая, что фермы отходят с недопустимо большим разбросом по времени. Лебедев всех успокоил, показав расчетом, что так и должно быть (по нашей терминологии, замечание из серии «ТДБ»).
«Все прошло нормально, – объяснял Лебедев. – Причиной такого разброса во времени является очень малая скорость подъема ракеты краном, раз в сто медленнее, чем при реальном старте».
Я присутствовал на этих отработочных испытаниях не активным участником, а скорее любопытствующим болельщиком. Тем не менее, увидев меня после разбора этого инцидента, скупой на похвалы Бармин спросил: «Давно работает у вас этот парень?» Я объяснил, что не больше года. «Толковый, даже очень».
Но на этом проблемы разработки динамики старта отнюдь не были исчерпаны.
Проблема номер четыре.Разброс тяг при выходе на режим двигателей боковых блоков мог привести к очень большим возмущающим моментам. Отсутствие жестких креплений боковых блоков к центральному в продольном направлении позволяло любому боковому блоку отстать от пакета, если тяга его двигателя оказывалась ниже других. Это – неминуемая авария с разрушением старта.
Королев потребовал от Глушко синхронизации тяги всех двигателей в процессе их выхода на режим. Глушко категорически отказался. Действительно, наша система синхронизации была рассчитана на регулирование тяги в полете на установившемся режиме.
Переходными процессами при выходе на режим двигателисты управлять не могли. Ни пушечный запуск, ни медленный выход на режим, приводящий к вялому подъему, проблемы не решали.
Появилась угроза принципам выбранной схемы старта. И снова Лебедев, исследуя опасные ситуации в динамике старта, предложил сразу два выхода из «безвыходной ситуации».
Первое предложение – сделать «заневоленный» старт. Для этого каким-либо способом держать центральный блок за «хвост» до уверенного выхода на режим всех боковых блоков. Когда суммарная тяга будет существенно превышать вес пакета, дается команда на замки, отпирающие «заневоливание» центра, и ракета резко взлетает.
Второе альтернативное предложение – использовать особую автоматически реализуемую циклограмму старта. Сначала включаются только боковые блоки. Им разрешается набрать тягу промежуточной ступени, меньшую веса всего пакета. Возмущающий момент при этом за счет разброса тяг на промежуточной ступени парируется реакциями опор стартовой системы. Разрешение на запуск центра дается после электрического контроля стабильности режима двигателей всех боковых блоков. В процессе набора тяги центральным двигателем начинается подъем ракеты, и она благополучно расстается со стартовой системой. Уже в процессе полета двигатели боковых блоков выводятся на номинальный режим полной тяги. Это второе предложение было тщательно рассчитано и проанализировано. Но требовалось согласие Глушко на введение специального режима специальной промежуточной ступени и задержки запуска центрального двигателя.
В соответствии с подчиненностью и правилами Лебедев доложил свои предложения непосредственному начальнику, а тот уже – начальнику проектного отдела Бушуеву. Проблема была настолько актуальна, что оба немедленно были приняты Королевым. Лебедев был еще молод, чтобы его брать с собой к Главному. Сергей Павлович сразу забраковал предложение с «заневоливанием» и оценил достоинства второго варианта. Но раньше, чем дать команды, снял трубку «кремлевки» и позвонил Глушко.
Глушко согласился с предложением о введении промежуточной ступени. Тогда последовала очередная команда «полный вперед». Кто был истинным автором такой динамической циклограммы старта, для многих осталось неизвестным.
Я пишу об этом столь подробно, понимая, что рискую утомить читателя техническими деталями. Мне хотелось показать, что при напряженной творческой работе большого коллектива, в процессе которой возникает масса проблем, требующих изобретательности и нестандартного мышления, теряются имена их действительных авторов. Тех, кто первый высказал спасительную идею. В такой обстановке только нахрапистые и особо честолюбивые успевали оформлять авторские свидетельства, приглашая, как правило, в соавторы непосредственного начальника.
Впоследствии по авторским свидетельствам в отделы спускались планы – контрольные цифры. Чтобы не попасть в отстающие, отделы стремились застолбить во Всесоюзном комитете по изобретениям всякую «туфту». А вот в те горячие королевские годы рождения «семерки» эта деятельность рассматривалась как отвлекающая от основной работы и отнюдь не поощрялась.
Нам, управленцам, надлежало создать автоматику старта. Предусматривалась «осторожная» циклограмма запуска всех двигателей, начиная с продувок, зажигания, выхода их на режим и покидания стартовой системы.
Вся довольно сложная по тем временам последовательность операций должна была осуществляться системой управления со многими защитными блокировками.
Инженерные коллективы Королева, Бармина, Глушко и Пилюгина работали в самом тесном взаимодействии. Несмотря на постоянные конфликты по мелким вопросам, преобладала общая атмосфера истинно творческого подъема. Засиживаясь до поздней ночи, мы обсуждали в Подлипках, в Химках или на Авиамоторной улице многообразие процессов, протекающих в решающие мгновения старта. В единую контролируемую последовательность надо было увязать газодинамические процессы в тридцати двух двигателях с динамикой движения ракеты и механизмов стартовой системы.
Было такое ощущение, что мы работаем над созданием какой-то одушевленной, очеловечиваемой системы, а не над чисто электромеханической структурой. Так, знакомые теперь миллионам телезрителей команды «Ключ на старт» и «Пуск» рождались в далекие годы этого вдохновленного технического порыва.
До самого конца 1956 года на ЛМЗ вели почти круглосуточно отработку ракеты со стартовой системой. Число обнаруженных при этом проектных и конструкторских ошибок, а также всяческих замечаний в эксплуатационной документации перевалило за несколько сотен.
Сотни конструкторов, монтажников, проектантов и военных копошились, что-то пилили, подваривали, пересобирали, писали, спорили, совещались. Работой руководил Бармин, а с нашей стороны – Шабаров. Только к началу 1957 года почти полугодовые работы в Ленинграде были закончены. Стартовое оборудование демонтировано и отправлено на новый полигон для окончательного монтажа. Там, на стартовой системе полигона предстояло проложить и опробовать сотни электрических кабелей, пневматических и гидравлических коммуникаций, связывающих системы ракеты с наземным испытательным оборудованием в процессе подготовки.
Первые огневые испытания отдельных блоков на вновь построенном в НИИ-229 стенде показали, как трудно все предусмотреть, не испытав. Начало огневых испытаний в 1956 году только отдельных блоков сразу выявило много недоработок. Генеральные огневые испытания всего пакета готовились, как выпускной экзамен, к началу 1957 года.
Проблема номер пять– производство. Для одного пуска ракеты Р-7 надо было изготовить пять блоков, каждый из которых по трудоемкости превосходил прежние одноступенчатые ракеты. Каждый блок испытывался самостоятельно, потом собирали пакет и проводились многодневные горизонтальные испытания пакета в новом сборочном корпусе.
Цех № 39 – сборочно-испытательный – стал самым популярным цехом завода, а начальник сборки Василий Михайлович Иванов – самым почитаемым начальником цеха.
Управленцы там были самыми необходимыми специалистами. Электрические испытания на контрольно-испытательной станции завода без проектантов системы управления первое время не двигались. Испытатели и разработчики систем сливались в единые комплексные бригады и совместно отрабатывали технологию испытаний, которую впоследствии надо было перенести на территорию полигона. В этой работе принимали участие и офицеры новой ракетной части нового полигона.
Во время войны для краткосрочного отдыха рабочих ставили раскладушки непосредственно в цеховых бытовках. В цехе № 39 вспомнили об этом, с поправкой на комфорт мирного времени. Для испытателей оборудовали спальни, чтобы далеко живущие могли спать тут же, на заводе. Первый пакет для огневых испытаний в Загорске и второй для первого пуска были выпущены в декабре 1956 года.
Ради Р-7 на заводе было освоено много новых технологических процессов. Был построен и хорошо оснащен новый корпус приборного производства. Создан отдельный сверхчистый, по тогдашним понятиям, цех рулевых приводов.
Вместо обычных четырех рулевых машин на ракету для каждой Р-7 требовалось 16! И все они конструктивно новые, более мощные, электрически дублированные. Новые рулевые машины, новые приборы СОБИС, АПР и системы измерений требовали разработки новых испытательных пультов, инструкций, принципов монтажа. Появлялись первые транзисторные схемы. Мы направляли на завод поток новых чертежей. Оттуда обратно шли потоком замечания, что так «не получается». Выпускались сотни извещений на изменения, срывавшие сроки. Я разрывался между заводом и своими отделами, смежниками и, не стану скрывать, не без удовольствия улетал в Капустин Яр, где в 1956 году заканчивались испытания Р-5М, а мы еще должны были испытать М-5РД и Р-5Р.
Проблема номер шесть.Надежность двухступенчатой ракеты, состоящей из пяти ракет, по самым оптимистическим расчетам должна быть в пять раз ниже надежности одной ракеты!
На всех наших ракетах, кроме Р-5М, один любой отказ в системе управления приводил к той или иной аварии. Стало быть, если даже довести надежность каждого блока до 0,9 (90%), то по теории вероятностей надежность всего пакета будет равна 0,9·0,9·0,9·0,9·0,9 = 0,53, или 53%! Но этот результат надо еще по крайней мере два раза умножить на 0,9, учитывая надежность межблоковых механических, электрических и кинематических связей в самом пакете и надежность стартовой системы, представлявшей собой сложнейший механический комплекс с сотнями электрических и гидравлических коммуникаций. Получаем абсурдную величину 0,425 или 42,5%.
Итак, по оптимистическим расчетам, использовав элементарные понятия из теории вероятностей, мы убедились, что из каждых десяти ракет не менее пяти поразят не ту цель.
В лучшем положении были все системы, так или иначе связанные с электричеством. Все, что можно, мы начали резервировать. При этом впервые кроме простого дублирования в наиболее критичных местах были использованы методы «голосования». Такие системы сейчас получили широкое распространение, их именуют мажоритарными. Интеграторов продольных ускорений, например, устанавливалось три. Команда на выключение двигателя от интегратора подавалась только после получения двух подтверждений. Допускался отказ одного из трех приборов. Принцип «два из трех» довольно просто использовался в релейно-контактных схемах. Он существенно повышал надежность, но усложнял подготовку и испытания. Необходимо было убедиться, что мы отправляем в полет ракету, у которой все три голосующих прибора или системы в полном здравии. Там, где не получилось голосования, ограничивались дублированием. От каждого главного конструктора каждой системы требовали жестко выдержать принцип: один любой отказ в любом месте любого прибора не должен приводить к отказу системы. Это легко сформулировать, но до чего же трудно было осуществить, а еще труднее проверить, что действительно при любом отказе типа обрыва или замыкания не будет отказа системы.
На первых же еще не летных, а технологических комплектах аппаратуры мы начали получать отказы, получившие название «посторонняя частица». Они прощались конструктору, но переадресовывались производству. Эта таинственная «посторонняя частица» умудрялась замыкать в приборе два близко расположенные контакта, что приводило к самым неожиданным эффектам. Она попадала в золотники рулевых машин, и те отклоняли управляющие двигатели до упора при отсутствии команды. «Посторонняя частица» проникала и под седло клапана, который продолжал «травить» высокое давление, когда это не положено. Этими «посторонними частицами» можно было при желании объяснить более 50% всех замечаний, набираемых нами еще на земле при испытаниях и подготовке. Нужна была беспощадная борьба за чистоту и культуру производства. Увы, приказы, самые жестокие в этом отношении, не могли изменить ситуацию за один-два года. Всеми коллективами действительно владело неподдельное, искреннее желание хорошо и честно трудиться. Воодушевление без традиционных красивых слов объяснялось сознанием, что они приобщены к такой проблеме, которая, быть может, решает судьбу человечества. И при всем при этом мелочи типа «посторонних частиц», грязных контактов, недотянутых разъемов были способны свести на нет на последнем этапе труд тысяч людей и затраты неведомого числа миллиардов рублей.
В худшем положении были двигателисты. Ведь никак невозможно было зарезервировать двигатель и его пневмогидравлическую оснастку. Но если даже представить себе, что это когда-либо удастся (а впоследствии на ракете Н-1 нам действительно удалось, делается это и на космических аппаратах), то появлялась другая опасность. Двигатели имели свойство по необъяснимым причинам от обычных вибраций переходить в режим высокой частоты. Высокочастотные пульсации, как правило, заканчивались взрывом камеры сгорания и всеохватывающим пожаром. Тут избыточность не повышала, а понижала надежность!
Уже тогда мы поняли необходимость и начали требовать от самих себя и смежников самой тщательной, многоступенчатой и всеобъемлющей наземной отработки.
Кроме наземной отработки предусмотрели и экспериментальные ракетные пуски. Одной из таких экспериментальных ракет была М-5РД. Это была ракета Р-5, на которой проверялись принципы и аппаратура регулирования двигателей для Р-7 и новые приборы инерциальной навигации. Ракета Р-5 была оснащена новым автоматом стабилизации, в который вводилась коррекция положения центра масс ракеты от датчиков ускорения по нормали и по боку. Для оптимизации траектории и увеличения точности по дальности испытывалась система РКС – регулирование кажущейся скорости. Датчики этой системы воздействовали через усилители на привод, регулирующий тягу двигателя. На этой же ракете были проверены принципы системы регулирования опорожнения баков, успокоения уровней жидкости в баках топлива и кислорода и принципы системы измерения амплитуд колебаний жидкости.
Всего было изготовлено и пущено пять ракет М-5РД. Пуски производились на ГЦП в период июль – сентябрь.
Август – сентябрь для района Капустина Яра считались бархатным сезоном. Жара спала, появлялись в изобилии великолепные астраханские помидоры, ранние арбузы. Ко всему этому великолепная рыбалка и вполне сносные бытовые условия.
Неудивительно, что желающих повышать надежность будущей Р-7 участием в пусках экспериментальных М-5РД было больше, чем необходимо.
Проблема номер семь– полигон. Выбор полигона для испытаний межконтинентальных ракет оказался очень не простой задачей. Эскизный проект предусматривал обязательное наличие системы радиоуправления. Два наземных пункта радиоуправления (РУП) по требованию Рязанского, Борисенко и Гуськова – основных разработчиков системы – должны были располагаться симметрично по обе стороны места старта на расстоянии от 150 до 250 км. Из этих двух пунктов один был главным базовым, а второй – ретранслятором. Для точного управления дальностью необходим был третий пункт, отстоящий от старта на 300-500 км. С этого пункта производились точные измерения скорости ракеты, использующие эффект Доплера, и выдавались команды на выключение двигателя по достижении расчетных значений.
Таким образом, у стартовой позиции, как мы говорили, появились «радиоусы» и «радиохвост». Требовалось обеспечить прямую радиовидимость между антеннами пунктов радиоуправления и бортовыми антеннами, установленными на второй ступени, сразу после старта. Поэтому отпадала возможность использования гористой местности. Вторым условием являлась необходимость отчуждения земли в возможных районах падения первых ступеней. Трасса полета должна проходить, не задевая больших населенных пунктов, чтобы при аварийном досрочном выключении двигателей падение ракеты не наделало бед. Ну, и самое основное требование – между стартом и местом падения головной части расстояние должно быть никак не меньше 7000 километров.
Выбор трассы и места для полигона традиционно было делом военных. Но Королев никак не мог смириться с тем, что это будет сделано без участия его или его заместителей. Он дал задание участвовать в этой работе Воскресенскому, а мне поручил устранять противоречия, если таковые возникнут, по местам расположения РУПов.
Естественно, что Воскресенский, обложившись картами, стал пристраивать начало трассы к уже родному Капустину Яру, а конец приходился на Камчатку. Дальность 8000 километров получалась, но поля падения боковых блоков первой ступени приходились на населенные пункты, а один из РУПов попадал то на Каспийское море, то в Иран. Переместились по карте в Ставропольский край. Убедившись, что поля падения первых ступеней приходятся на Каспийское море, мы размечтались, что наша будущая деятельность на полигоне будет протекать в курортных условиях. Теперь с горечью вспоминаю, какому осмеянию наше предложение было подвергнуто разгневанной командой радистов. Рязанский звонил Королеву и иронизировал, что он не меньше, чем Воскресенский и Черток, мечтает проводить пуски с территории Кавказских минеральных вод, но его радиолиния не может пробиться через «толпу соплеменных гор».
Королев в сильном возбуждении сообщил, что для выбора места полигона создана рекогносцировочная комиссия во главе с начальником ГЦП Василием Ивановичем Вознюком. «Поэтому кончайте фантазировать». Воскресенскому было поручено установить контакт с комиссией и по возможности влиять на ее деятельность, чтобы нас не загнали в Арктику. Потеряв надежду на ставропольский вариант, мы с Воскресенским прекратили свою самодеятельность.
Комиссия Вознюка рассмотрела четыре варианта: в Марийской АССР, в Дагестанской АССР, восточнее города Харабали Астраханской области и в полупустыне Казахстана у станции Тюратам Кзыл-Ординской области на берегу Сырдарьи.
После жарких споров, рекогносцировочных полетов и выездов на места был принят четвертый, казахстанский вариант. По нашему мнению, следовало принять вариант, первоначально предложенный Вознюком, в Астраханской области. Близость ГЦП, уже привычный климат и дельта Волги снимали целый ряд проблем, возникающих при создании полигона на новом месте.
Четвертый вариант был самым тяжелым во всех отношениях. Тяжелейшие климатические условия – летом жара до 50 °С в тени, да еще с пыльными бурями, зимой ветры при температурах до минус 25 °С. Местность пустынная, да еще, по данным санитарной службы, район возникновения природной чумы, носителями которой являются миллионы сусликов. Никаких условий для жизни «белого человека» в этих местах не было. Ближайшие районные центры – на западе Казалинск, а на востоке Джусалы – отстояли от возможного места нового жилого строительства более чем на сотню километров.
Первые два-три года в Капустином Яре военные специалисты и офицерский состав ГЦП вместе с семьями размещались в очень трудных условиях, в домиках местных жителей. И все же там худо-бедно было где приклонить голову, приготовить пищу, выкупать детей. Не было недостатка в свежей рыбе, черной икре, арбузах, а на колхозном базаре было вдоволь мяса, молока и овощей. Ну, а для снабжения всего гарнизона совсем недалеко – всего в 70 километрах – Сталинград.
На вновь выбранном в Казахстане месте ничего, ну совсем ничего не было.
В 1957 году должны быть начаты испытания Р-7. В них по самым скромным подсчетам должно участвовать в общей сложности более тысячи человек военных и гражданских специалистов. К военным надо еще добавить членов семей, а ко всему этому – все службы быта, медицинского, культурного и транспортного обслуживания. Теперь подсчитаем, сколько же надо строителей, чтобы все упомянутые выше имели жилье, дороги, производственные корпуса, мастерские, системы связи.
По проектам, которые делались впрок, еще до выбора места, предусматривалось строительство кислородного завода, своей ТЭЦ для надежного энергоснабжения, госпиталя, хлебозавода, радиостанций, пунктов слежения и радиоизмерений и прочая, прочая.
По результатам комиссии Вознюка 2 февраля 1955 года Совет Министров СССР принял постановление, утвердившее место и мероприятия по строительству Научно-исследовательского и испытательного полигона № 5 Министерства обороны (НИИП-5). Это название давно забыто. Миру полигон известен под именем «Космодром Байконур».
Наименование «Байконур» появилось после 1961 года, когда в официальных сообщениях об очередном космическом триумфе следовало сказать, откуда же производились пуски. На самом деле настоящий Байконур существует и находится в 400 км северо-восточнее космодрома Байконур. Таким переименованием надеялись «запутать» вражеские разведки и не выдать секрета истинного места нахождения старта межконтинентальных ракет.
Когда перед очередным сообщением ТАСС появилось предложение вместо истинного географического места указать Байконур, то ни Королев, ни Келдыш, ни весь Совет главных не только не возражали, но даже поддержали эту «липу».
Начальником полигона в апреле 1955 года был назначен генерал-лейтенант Алексей Иванович Нестеренко. До этого Нестеренко уже работал на ракетном поприще в должности начальника НИИ-4 Академии артиллерийских наук. Это был первый НИИ ракетного вооружения. Затем был начальником реактивного факультета Артиллерийской инженерной академии.
Я был знаком с генералом Нестеренко еще в его бытность начальником НИИ-4 в Болшеве по соседству с нашим НИИ-88. Его грудь украшало солидное количество многоцветных планок боевых наград, позволяющих в мирное время почить на лаврах, наслаждаясь тишиной генеральской дачи и спокойной работой где-нибудь в аппарате. Но оказалось, что он относился к категории одержимых. Их было немало среди военных.
Помощь маршала артиллерии Неделина, которой был в то время заместителем министра обороны, и личные связи Нестеренко способствовали тому, что уже к концу 1956 года гарнизон НИИП-5 был укомплектован очень сильным составом военных специалистов. Некоторых я знал по ГЦП, а со многими мне пришлось вскоре близко познакомиться и затем в течение многих лет делить трудности будней, радости первых ракетных побед, космических триумфов и трагедийных аварий. Мне представляется, что до последнего времени наша публицистика, в которой преобладает творчество профессиональных писателей, журналистов, киносценаристов, не оценила по достоинству самоотверженного труда и подвижничества военных инженеров.
В документальной журналистике, мемуарной и художественной литературе, повествующих о ракетной технике и космонавтике, на первом месте космонавты, главные конструкторы и их приближенные, руководители полетов, дающие интервью в роскошных интерьерах центров управления. Редко мелькнет на кино – или телеэкране офицер, стоящий в бункере у перископа или в качестве статиста нажимающий клавиши на непонятно каком пульте.
Забегая вперед, скажу, что в 1976 году я вместе с генерал-полковником Михаилом Григорьевичем Григорьевым, заместителем главнокомандующего Ракетными войсками стратегического назначения, согласился консультировать фильм «Укрощение огня» – сценарий и режиссура Даниила Храбровицкого.
Споры вокруг сценария фильма «Укрощение огня». В первом ряду справа налево: народный артист СССР К.Ю.Лавров, Б.Е.Черток, Д.Я.Храбровицкий
По сценарию не единожды демонстрировались пуски ракет со всевозможными последствиями. Я настаивал, чтобы все было, как на самом деле: офицеры и солдаты должны быть «по всей форме». «Об этом не может быть и речи», – объяснил мне Храбровицкий. С ним, к моему удивлению, согласился и Григорьев. Те, кто видел этот фильм, могли быть приятно удивлены красивейшими многоцветными костюмами персонала стартовой позиции, напоминающими форму олимпийских команд. Немногочисленные посвященные нещадно меня ругали: «Как ты согласился на такую профанацию?!»
Но эта профанация пришлась очень по душе Устинову, в то время секретарю ЦК КПСС, и аппарату оборонного отдела ЦК, одобрившим и разрешившим прокат фильма. Храбровицкий очень доходчиво мне пояснил, что «если все изображать, как на самом деле, то фильм никогда не появится на экране».
Поиски привели на Ленинградский металлический завод (ЛМЗ), тогда еще имени Сталина. В огромном корпусе, где собирались орудийные башни главного калибра для морских судов, была подходящая высотная часть, нужное заглубление, все необходимые подъемные краны.
Осенью 1956 года стартовая система вместо полигона прибыла на ЛМЗ, где была смонтирована и отрабатывалась под руководством Бармина с участием работников завода. Наш опытный завод специально для этого эксперимента изготовил полномасштабные макеты всех блоков, которые собирали на ЛМЗ. В Ленинграде ракета впервые встретилась со своим стартовым устройством. После монтажа установки был произведен пробный «пуск» ракеты – вместо двигателей ее поднял заводской кран.
Испытатели испугались, наблюдая, что фермы отходят с недопустимо большим разбросом по времени. Лебедев всех успокоил, показав расчетом, что так и должно быть (по нашей терминологии, замечание из серии «ТДБ»).
«Все прошло нормально, – объяснял Лебедев. – Причиной такого разброса во времени является очень малая скорость подъема ракеты краном, раз в сто медленнее, чем при реальном старте».
Я присутствовал на этих отработочных испытаниях не активным участником, а скорее любопытствующим болельщиком. Тем не менее, увидев меня после разбора этого инцидента, скупой на похвалы Бармин спросил: «Давно работает у вас этот парень?» Я объяснил, что не больше года. «Толковый, даже очень».
Но на этом проблемы разработки динамики старта отнюдь не были исчерпаны.
Проблема номер четыре.Разброс тяг при выходе на режим двигателей боковых блоков мог привести к очень большим возмущающим моментам. Отсутствие жестких креплений боковых блоков к центральному в продольном направлении позволяло любому боковому блоку отстать от пакета, если тяга его двигателя оказывалась ниже других. Это – неминуемая авария с разрушением старта.
Королев потребовал от Глушко синхронизации тяги всех двигателей в процессе их выхода на режим. Глушко категорически отказался. Действительно, наша система синхронизации была рассчитана на регулирование тяги в полете на установившемся режиме.
Переходными процессами при выходе на режим двигателисты управлять не могли. Ни пушечный запуск, ни медленный выход на режим, приводящий к вялому подъему, проблемы не решали.
Появилась угроза принципам выбранной схемы старта. И снова Лебедев, исследуя опасные ситуации в динамике старта, предложил сразу два выхода из «безвыходной ситуации».
Первое предложение – сделать «заневоленный» старт. Для этого каким-либо способом держать центральный блок за «хвост» до уверенного выхода на режим всех боковых блоков. Когда суммарная тяга будет существенно превышать вес пакета, дается команда на замки, отпирающие «заневоливание» центра, и ракета резко взлетает.
Второе альтернативное предложение – использовать особую автоматически реализуемую циклограмму старта. Сначала включаются только боковые блоки. Им разрешается набрать тягу промежуточной ступени, меньшую веса всего пакета. Возмущающий момент при этом за счет разброса тяг на промежуточной ступени парируется реакциями опор стартовой системы. Разрешение на запуск центра дается после электрического контроля стабильности режима двигателей всех боковых блоков. В процессе набора тяги центральным двигателем начинается подъем ракеты, и она благополучно расстается со стартовой системой. Уже в процессе полета двигатели боковых блоков выводятся на номинальный режим полной тяги. Это второе предложение было тщательно рассчитано и проанализировано. Но требовалось согласие Глушко на введение специального режима специальной промежуточной ступени и задержки запуска центрального двигателя.
В соответствии с подчиненностью и правилами Лебедев доложил свои предложения непосредственному начальнику, а тот уже – начальнику проектного отдела Бушуеву. Проблема была настолько актуальна, что оба немедленно были приняты Королевым. Лебедев был еще молод, чтобы его брать с собой к Главному. Сергей Павлович сразу забраковал предложение с «заневоливанием» и оценил достоинства второго варианта. Но раньше, чем дать команды, снял трубку «кремлевки» и позвонил Глушко.
Глушко согласился с предложением о введении промежуточной ступени. Тогда последовала очередная команда «полный вперед». Кто был истинным автором такой динамической циклограммы старта, для многих осталось неизвестным.
Я пишу об этом столь подробно, понимая, что рискую утомить читателя техническими деталями. Мне хотелось показать, что при напряженной творческой работе большого коллектива, в процессе которой возникает масса проблем, требующих изобретательности и нестандартного мышления, теряются имена их действительных авторов. Тех, кто первый высказал спасительную идею. В такой обстановке только нахрапистые и особо честолюбивые успевали оформлять авторские свидетельства, приглашая, как правило, в соавторы непосредственного начальника.
Впоследствии по авторским свидетельствам в отделы спускались планы – контрольные цифры. Чтобы не попасть в отстающие, отделы стремились застолбить во Всесоюзном комитете по изобретениям всякую «туфту». А вот в те горячие королевские годы рождения «семерки» эта деятельность рассматривалась как отвлекающая от основной работы и отнюдь не поощрялась.
Нам, управленцам, надлежало создать автоматику старта. Предусматривалась «осторожная» циклограмма запуска всех двигателей, начиная с продувок, зажигания, выхода их на режим и покидания стартовой системы.
Вся довольно сложная по тем временам последовательность операций должна была осуществляться системой управления со многими защитными блокировками.
Инженерные коллективы Королева, Бармина, Глушко и Пилюгина работали в самом тесном взаимодействии. Несмотря на постоянные конфликты по мелким вопросам, преобладала общая атмосфера истинно творческого подъема. Засиживаясь до поздней ночи, мы обсуждали в Подлипках, в Химках или на Авиамоторной улице многообразие процессов, протекающих в решающие мгновения старта. В единую контролируемую последовательность надо было увязать газодинамические процессы в тридцати двух двигателях с динамикой движения ракеты и механизмов стартовой системы.
Было такое ощущение, что мы работаем над созданием какой-то одушевленной, очеловечиваемой системы, а не над чисто электромеханической структурой. Так, знакомые теперь миллионам телезрителей команды «Ключ на старт» и «Пуск» рождались в далекие годы этого вдохновленного технического порыва.
До самого конца 1956 года на ЛМЗ вели почти круглосуточно отработку ракеты со стартовой системой. Число обнаруженных при этом проектных и конструкторских ошибок, а также всяческих замечаний в эксплуатационной документации перевалило за несколько сотен.
Сотни конструкторов, монтажников, проектантов и военных копошились, что-то пилили, подваривали, пересобирали, писали, спорили, совещались. Работой руководил Бармин, а с нашей стороны – Шабаров. Только к началу 1957 года почти полугодовые работы в Ленинграде были закончены. Стартовое оборудование демонтировано и отправлено на новый полигон для окончательного монтажа. Там, на стартовой системе полигона предстояло проложить и опробовать сотни электрических кабелей, пневматических и гидравлических коммуникаций, связывающих системы ракеты с наземным испытательным оборудованием в процессе подготовки.
Первые огневые испытания отдельных блоков на вновь построенном в НИИ-229 стенде показали, как трудно все предусмотреть, не испытав. Начало огневых испытаний в 1956 году только отдельных блоков сразу выявило много недоработок. Генеральные огневые испытания всего пакета готовились, как выпускной экзамен, к началу 1957 года.
Проблема номер пять– производство. Для одного пуска ракеты Р-7 надо было изготовить пять блоков, каждый из которых по трудоемкости превосходил прежние одноступенчатые ракеты. Каждый блок испытывался самостоятельно, потом собирали пакет и проводились многодневные горизонтальные испытания пакета в новом сборочном корпусе.
Цех № 39 – сборочно-испытательный – стал самым популярным цехом завода, а начальник сборки Василий Михайлович Иванов – самым почитаемым начальником цеха.
Управленцы там были самыми необходимыми специалистами. Электрические испытания на контрольно-испытательной станции завода без проектантов системы управления первое время не двигались. Испытатели и разработчики систем сливались в единые комплексные бригады и совместно отрабатывали технологию испытаний, которую впоследствии надо было перенести на территорию полигона. В этой работе принимали участие и офицеры новой ракетной части нового полигона.
Во время войны для краткосрочного отдыха рабочих ставили раскладушки непосредственно в цеховых бытовках. В цехе № 39 вспомнили об этом, с поправкой на комфорт мирного времени. Для испытателей оборудовали спальни, чтобы далеко живущие могли спать тут же, на заводе. Первый пакет для огневых испытаний в Загорске и второй для первого пуска были выпущены в декабре 1956 года.
Ради Р-7 на заводе было освоено много новых технологических процессов. Был построен и хорошо оснащен новый корпус приборного производства. Создан отдельный сверхчистый, по тогдашним понятиям, цех рулевых приводов.
Вместо обычных четырех рулевых машин на ракету для каждой Р-7 требовалось 16! И все они конструктивно новые, более мощные, электрически дублированные. Новые рулевые машины, новые приборы СОБИС, АПР и системы измерений требовали разработки новых испытательных пультов, инструкций, принципов монтажа. Появлялись первые транзисторные схемы. Мы направляли на завод поток новых чертежей. Оттуда обратно шли потоком замечания, что так «не получается». Выпускались сотни извещений на изменения, срывавшие сроки. Я разрывался между заводом и своими отделами, смежниками и, не стану скрывать, не без удовольствия улетал в Капустин Яр, где в 1956 году заканчивались испытания Р-5М, а мы еще должны были испытать М-5РД и Р-5Р.
Проблема номер шесть.Надежность двухступенчатой ракеты, состоящей из пяти ракет, по самым оптимистическим расчетам должна быть в пять раз ниже надежности одной ракеты!
На всех наших ракетах, кроме Р-5М, один любой отказ в системе управления приводил к той или иной аварии. Стало быть, если даже довести надежность каждого блока до 0,9 (90%), то по теории вероятностей надежность всего пакета будет равна 0,9·0,9·0,9·0,9·0,9 = 0,53, или 53%! Но этот результат надо еще по крайней мере два раза умножить на 0,9, учитывая надежность межблоковых механических, электрических и кинематических связей в самом пакете и надежность стартовой системы, представлявшей собой сложнейший механический комплекс с сотнями электрических и гидравлических коммуникаций. Получаем абсурдную величину 0,425 или 42,5%.
Итак, по оптимистическим расчетам, использовав элементарные понятия из теории вероятностей, мы убедились, что из каждых десяти ракет не менее пяти поразят не ту цель.
В лучшем положении были все системы, так или иначе связанные с электричеством. Все, что можно, мы начали резервировать. При этом впервые кроме простого дублирования в наиболее критичных местах были использованы методы «голосования». Такие системы сейчас получили широкое распространение, их именуют мажоритарными. Интеграторов продольных ускорений, например, устанавливалось три. Команда на выключение двигателя от интегратора подавалась только после получения двух подтверждений. Допускался отказ одного из трех приборов. Принцип «два из трех» довольно просто использовался в релейно-контактных схемах. Он существенно повышал надежность, но усложнял подготовку и испытания. Необходимо было убедиться, что мы отправляем в полет ракету, у которой все три голосующих прибора или системы в полном здравии. Там, где не получилось голосования, ограничивались дублированием. От каждого главного конструктора каждой системы требовали жестко выдержать принцип: один любой отказ в любом месте любого прибора не должен приводить к отказу системы. Это легко сформулировать, но до чего же трудно было осуществить, а еще труднее проверить, что действительно при любом отказе типа обрыва или замыкания не будет отказа системы.
На первых же еще не летных, а технологических комплектах аппаратуры мы начали получать отказы, получившие название «посторонняя частица». Они прощались конструктору, но переадресовывались производству. Эта таинственная «посторонняя частица» умудрялась замыкать в приборе два близко расположенные контакта, что приводило к самым неожиданным эффектам. Она попадала в золотники рулевых машин, и те отклоняли управляющие двигатели до упора при отсутствии команды. «Посторонняя частица» проникала и под седло клапана, который продолжал «травить» высокое давление, когда это не положено. Этими «посторонними частицами» можно было при желании объяснить более 50% всех замечаний, набираемых нами еще на земле при испытаниях и подготовке. Нужна была беспощадная борьба за чистоту и культуру производства. Увы, приказы, самые жестокие в этом отношении, не могли изменить ситуацию за один-два года. Всеми коллективами действительно владело неподдельное, искреннее желание хорошо и честно трудиться. Воодушевление без традиционных красивых слов объяснялось сознанием, что они приобщены к такой проблеме, которая, быть может, решает судьбу человечества. И при всем при этом мелочи типа «посторонних частиц», грязных контактов, недотянутых разъемов были способны свести на нет на последнем этапе труд тысяч людей и затраты неведомого числа миллиардов рублей.
В худшем положении были двигателисты. Ведь никак невозможно было зарезервировать двигатель и его пневмогидравлическую оснастку. Но если даже представить себе, что это когда-либо удастся (а впоследствии на ракете Н-1 нам действительно удалось, делается это и на космических аппаратах), то появлялась другая опасность. Двигатели имели свойство по необъяснимым причинам от обычных вибраций переходить в режим высокой частоты. Высокочастотные пульсации, как правило, заканчивались взрывом камеры сгорания и всеохватывающим пожаром. Тут избыточность не повышала, а понижала надежность!
Уже тогда мы поняли необходимость и начали требовать от самих себя и смежников самой тщательной, многоступенчатой и всеобъемлющей наземной отработки.
Кроме наземной отработки предусмотрели и экспериментальные ракетные пуски. Одной из таких экспериментальных ракет была М-5РД. Это была ракета Р-5, на которой проверялись принципы и аппаратура регулирования двигателей для Р-7 и новые приборы инерциальной навигации. Ракета Р-5 была оснащена новым автоматом стабилизации, в который вводилась коррекция положения центра масс ракеты от датчиков ускорения по нормали и по боку. Для оптимизации траектории и увеличения точности по дальности испытывалась система РКС – регулирование кажущейся скорости. Датчики этой системы воздействовали через усилители на привод, регулирующий тягу двигателя. На этой же ракете были проверены принципы системы регулирования опорожнения баков, успокоения уровней жидкости в баках топлива и кислорода и принципы системы измерения амплитуд колебаний жидкости.
Всего было изготовлено и пущено пять ракет М-5РД. Пуски производились на ГЦП в период июль – сентябрь.
Август – сентябрь для района Капустина Яра считались бархатным сезоном. Жара спала, появлялись в изобилии великолепные астраханские помидоры, ранние арбузы. Ко всему этому великолепная рыбалка и вполне сносные бытовые условия.
Неудивительно, что желающих повышать надежность будущей Р-7 участием в пусках экспериментальных М-5РД было больше, чем необходимо.
Проблема номер семь– полигон. Выбор полигона для испытаний межконтинентальных ракет оказался очень не простой задачей. Эскизный проект предусматривал обязательное наличие системы радиоуправления. Два наземных пункта радиоуправления (РУП) по требованию Рязанского, Борисенко и Гуськова – основных разработчиков системы – должны были располагаться симметрично по обе стороны места старта на расстоянии от 150 до 250 км. Из этих двух пунктов один был главным базовым, а второй – ретранслятором. Для точного управления дальностью необходим был третий пункт, отстоящий от старта на 300-500 км. С этого пункта производились точные измерения скорости ракеты, использующие эффект Доплера, и выдавались команды на выключение двигателя по достижении расчетных значений.
Таким образом, у стартовой позиции, как мы говорили, появились «радиоусы» и «радиохвост». Требовалось обеспечить прямую радиовидимость между антеннами пунктов радиоуправления и бортовыми антеннами, установленными на второй ступени, сразу после старта. Поэтому отпадала возможность использования гористой местности. Вторым условием являлась необходимость отчуждения земли в возможных районах падения первых ступеней. Трасса полета должна проходить, не задевая больших населенных пунктов, чтобы при аварийном досрочном выключении двигателей падение ракеты не наделало бед. Ну, и самое основное требование – между стартом и местом падения головной части расстояние должно быть никак не меньше 7000 километров.
Выбор трассы и места для полигона традиционно было делом военных. Но Королев никак не мог смириться с тем, что это будет сделано без участия его или его заместителей. Он дал задание участвовать в этой работе Воскресенскому, а мне поручил устранять противоречия, если таковые возникнут, по местам расположения РУПов.
Естественно, что Воскресенский, обложившись картами, стал пристраивать начало трассы к уже родному Капустину Яру, а конец приходился на Камчатку. Дальность 8000 километров получалась, но поля падения боковых блоков первой ступени приходились на населенные пункты, а один из РУПов попадал то на Каспийское море, то в Иран. Переместились по карте в Ставропольский край. Убедившись, что поля падения первых ступеней приходятся на Каспийское море, мы размечтались, что наша будущая деятельность на полигоне будет протекать в курортных условиях. Теперь с горечью вспоминаю, какому осмеянию наше предложение было подвергнуто разгневанной командой радистов. Рязанский звонил Королеву и иронизировал, что он не меньше, чем Воскресенский и Черток, мечтает проводить пуски с территории Кавказских минеральных вод, но его радиолиния не может пробиться через «толпу соплеменных гор».
Королев в сильном возбуждении сообщил, что для выбора места полигона создана рекогносцировочная комиссия во главе с начальником ГЦП Василием Ивановичем Вознюком. «Поэтому кончайте фантазировать». Воскресенскому было поручено установить контакт с комиссией и по возможности влиять на ее деятельность, чтобы нас не загнали в Арктику. Потеряв надежду на ставропольский вариант, мы с Воскресенским прекратили свою самодеятельность.
Комиссия Вознюка рассмотрела четыре варианта: в Марийской АССР, в Дагестанской АССР, восточнее города Харабали Астраханской области и в полупустыне Казахстана у станции Тюратам Кзыл-Ординской области на берегу Сырдарьи.
После жарких споров, рекогносцировочных полетов и выездов на места был принят четвертый, казахстанский вариант. По нашему мнению, следовало принять вариант, первоначально предложенный Вознюком, в Астраханской области. Близость ГЦП, уже привычный климат и дельта Волги снимали целый ряд проблем, возникающих при создании полигона на новом месте.
Четвертый вариант был самым тяжелым во всех отношениях. Тяжелейшие климатические условия – летом жара до 50 °С в тени, да еще с пыльными бурями, зимой ветры при температурах до минус 25 °С. Местность пустынная, да еще, по данным санитарной службы, район возникновения природной чумы, носителями которой являются миллионы сусликов. Никаких условий для жизни «белого человека» в этих местах не было. Ближайшие районные центры – на западе Казалинск, а на востоке Джусалы – отстояли от возможного места нового жилого строительства более чем на сотню километров.
Первые два-три года в Капустином Яре военные специалисты и офицерский состав ГЦП вместе с семьями размещались в очень трудных условиях, в домиках местных жителей. И все же там худо-бедно было где приклонить голову, приготовить пищу, выкупать детей. Не было недостатка в свежей рыбе, черной икре, арбузах, а на колхозном базаре было вдоволь мяса, молока и овощей. Ну, а для снабжения всего гарнизона совсем недалеко – всего в 70 километрах – Сталинград.
На вновь выбранном в Казахстане месте ничего, ну совсем ничего не было.
В 1957 году должны быть начаты испытания Р-7. В них по самым скромным подсчетам должно участвовать в общей сложности более тысячи человек военных и гражданских специалистов. К военным надо еще добавить членов семей, а ко всему этому – все службы быта, медицинского, культурного и транспортного обслуживания. Теперь подсчитаем, сколько же надо строителей, чтобы все упомянутые выше имели жилье, дороги, производственные корпуса, мастерские, системы связи.
По проектам, которые делались впрок, еще до выбора места, предусматривалось строительство кислородного завода, своей ТЭЦ для надежного энергоснабжения, госпиталя, хлебозавода, радиостанций, пунктов слежения и радиоизмерений и прочая, прочая.
По результатам комиссии Вознюка 2 февраля 1955 года Совет Министров СССР принял постановление, утвердившее место и мероприятия по строительству Научно-исследовательского и испытательного полигона № 5 Министерства обороны (НИИП-5). Это название давно забыто. Миру полигон известен под именем «Космодром Байконур».
Наименование «Байконур» появилось после 1961 года, когда в официальных сообщениях об очередном космическом триумфе следовало сказать, откуда же производились пуски. На самом деле настоящий Байконур существует и находится в 400 км северо-восточнее космодрома Байконур. Таким переименованием надеялись «запутать» вражеские разведки и не выдать секрета истинного места нахождения старта межконтинентальных ракет.
Когда перед очередным сообщением ТАСС появилось предложение вместо истинного географического места указать Байконур, то ни Королев, ни Келдыш, ни весь Совет главных не только не возражали, но даже поддержали эту «липу».
Начальником полигона в апреле 1955 года был назначен генерал-лейтенант Алексей Иванович Нестеренко. До этого Нестеренко уже работал на ракетном поприще в должности начальника НИИ-4 Академии артиллерийских наук. Это был первый НИИ ракетного вооружения. Затем был начальником реактивного факультета Артиллерийской инженерной академии.
Я был знаком с генералом Нестеренко еще в его бытность начальником НИИ-4 в Болшеве по соседству с нашим НИИ-88. Его грудь украшало солидное количество многоцветных планок боевых наград, позволяющих в мирное время почить на лаврах, наслаждаясь тишиной генеральской дачи и спокойной работой где-нибудь в аппарате. Но оказалось, что он относился к категории одержимых. Их было немало среди военных.
Помощь маршала артиллерии Неделина, которой был в то время заместителем министра обороны, и личные связи Нестеренко способствовали тому, что уже к концу 1956 года гарнизон НИИП-5 был укомплектован очень сильным составом военных специалистов. Некоторых я знал по ГЦП, а со многими мне пришлось вскоре близко познакомиться и затем в течение многих лет делить трудности будней, радости первых ракетных побед, космических триумфов и трагедийных аварий. Мне представляется, что до последнего времени наша публицистика, в которой преобладает творчество профессиональных писателей, журналистов, киносценаристов, не оценила по достоинству самоотверженного труда и подвижничества военных инженеров.
В документальной журналистике, мемуарной и художественной литературе, повествующих о ракетной технике и космонавтике, на первом месте космонавты, главные конструкторы и их приближенные, руководители полетов, дающие интервью в роскошных интерьерах центров управления. Редко мелькнет на кино – или телеэкране офицер, стоящий в бункере у перископа или в качестве статиста нажимающий клавиши на непонятно каком пульте.
Забегая вперед, скажу, что в 1976 году я вместе с генерал-полковником Михаилом Григорьевичем Григорьевым, заместителем главнокомандующего Ракетными войсками стратегического назначения, согласился консультировать фильм «Укрощение огня» – сценарий и режиссура Даниила Храбровицкого.
По сценарию не единожды демонстрировались пуски ракет со всевозможными последствиями. Я настаивал, чтобы все было, как на самом деле: офицеры и солдаты должны быть «по всей форме». «Об этом не может быть и речи», – объяснил мне Храбровицкий. С ним, к моему удивлению, согласился и Григорьев. Те, кто видел этот фильм, могли быть приятно удивлены красивейшими многоцветными костюмами персонала стартовой позиции, напоминающими форму олимпийских команд. Немногочисленные посвященные нещадно меня ругали: «Как ты согласился на такую профанацию?!»
Но эта профанация пришлась очень по душе Устинову, в то время секретарю ЦК КПСС, и аппарату оборонного отдела ЦК, одобрившим и разрешившим прокат фильма. Храбровицкий очень доходчиво мне пояснил, что «если все изображать, как на самом деле, то фильм никогда не появится на экране».