Страница:
Пока не поздно, надо с его участием подготовить предложения по новым срокам и мероприятиям. Бушуев, пользуясь отсутствием Мишина, даже осмелился сказать, что надо подготовить предложения по альтернативному двухпусковому варианту. Я заявил, что мой друг Бушуев, который сейчас предлагает двух– и даже трехпусковой вариант, в своих весовых сводках на всю систему управления отводит в полтора раза меньшие значения, чем те, которые нам известны по американским данным. Наша система управления должна выполнять те же функции, что и система будущей американской лунной экспедиции. Мы можем снижать массу, но только за счет надежности.
Бушуев в резкой форме заявил, что ракета-носитель, выводящая на орбиту у Земли всего 85 тонн, не позволяет ему давать на системы весовые лимиты «по потребности». Мы должны честно признать, что она не пригодна для решения задачи высадки человека на Луну.
Крюков, задетый за живое, сказал, что его отделы закончили все проектные работы по установке дополнительных шести двигателей на первую ступень. Это и другие мероприятия дают возможность довести массу на орбите у Земли до 95 тонн. Козлов упрекнул Охапкина: на совещании тот не сказал, что установка 30 двигателей вместо 24 на первой ступени при любых мероприятиях сдвигает сроки готовности первого штатного носителя еще на один год. Мы договорились, что 30 двигателей должны быть установлены на первую ступень с первого летного изделия Н1 № 3Л. Первые две технологические ракеты – для статических испытаний и примерочных работ на стартовой позиции – будем дорабатывать «в процессе испытаний».
Почти 2000 предприятий и организаций так или иначе были связаны с подготовкой советской экспедиции на Луну. Два года – с конца 1966-го по начало 1969-го – были в этой программе самыми напряженными, и, несмотря на лавинообразное нарастание проблем, умонастроения участников были оптимистическими. Успехи «Востоков», «Восходов», принятие на вооружение одной за другой боевых ракет, работа «Молний», автоматические стыковки «Союзов» вселяли надежду на успех.
Все, за что мы брались при Королеве, получалось. Но получалось при нем. А как теперь будет без него с его начинаниями?
Мозжорин в 1966 году предсказал начало ЛКИ не ранее 1969 года. ЛКИ действительно начались в 1969 году. Американцы затратили на ЛКИ, если считать их началом первый полет «Сатурна-1» с беспилотным модулем основного блока «Аполлона», три с половиной года (до первой высадки на Луну). Если бы мы в 1966 году составляли более реальный график, нам следовало бы установить срок выполнения задачи – 1972 год!
На себе я чувствовал и убеждался на товарищах, что Н1 -Л3 в общем балансе нашего времени и внимания занимает не первое место. 7К-ОК, 7К-Л1, «Молнии», Р-9 и твердотопливные РТ-2 летали. Каждый полет приносил новые заботы. Такое событие, как гибель Комарова, оказало свое тормозящее влияние на программу Н1-Л3 уже тем, что руководство ЦКБЭМ и многих смежных организаций на месяцы вообще отключилось от проблем Н1-Л3. Разнообразные многочисленные более мелкие неприятности также отрывали нас от Н1-Л3. Происшествия, каждому из которых уделялось минимум внимания, в сумме своей составляли поток, способный разрушить самое реалистическое планирование. И тем не менее размах работ по всему фронту начал приносить видимые результаты.
Рельеф тюратамской степи не изобиловал холмами и долинами. «Двойка» со своими гостиницами чуть заметно возвышалась над окрестностями. Старожилы помнили, что если смотреть с верхних этажей зданий, то на десятки километров к северо-западу простиралась только голая пустынная степь. В 1964 году, несмотря на «вопли» о недостаточном финансировании, эта пустыня превратилась в грандиозную строительную площадку. К 1967 году выросли сотни капитальных сооружений. Центральное место в индустриальном пейзаже занимало огромное здание сборочного завода, который мы называли большим МИКом, а некоторые острословы – большим сараем. Вокруг него толпились всякого вида проходные и трансформаторные будки, склады, прокладывались бетонированные дороги и железнодорожные пути. На западе возводился большой жилой городок из пятиэтажных домов. Вдоль дорог тянулись утепленные трубы водоснабжения, на север к стартовым комплексам шагали башни высоковольтной электропередачи. Там, на стартовой позиции, кипела своя стройка. Круглые сутки по пыльным степным дорогам колесили самосвалы, ползали автокраны и тягачи. В 1967 году в большом МИКе было установлено технологическое оборудование и началась производственная деятельность. Пыльных строймонтажников сменили кадровые рабочие и инженеры в белых халатах.
Наиболее крупной опытной работой того периода была экспериментальная комплексная отработка двигательных установок. В НИИ-229 заметно осунувшийся от свалившегося объема работ Глеб Табаков вынужден был не только руководить огневыми испытаниями двигательных установок, но и организовать изготовление самих ракетных блоков второй и третьей ступеней. По причине нетранспортабельности ступеней ракеты-носителя Н1 сварку баков второй и третьей ступеней, предназначенных для огневых стендовых испытаний, проводили на территории НИИ-229. Завод «Прогресс» наладил там свое производство. Огневые испытания проводились на специально дооборудованном «сооружении №2», которое до этого служило стендом для огневых испытаний всей «семерки». ЭУ-15 была экспериментальной установкой, моделирующей блок «Б» – вторую ступень. При запуске ее восьми двигателей развивалась суммарная тяга 1200 тс. Первый запуск состоялся только 23 июня 1968 года. Это было самое мощное огневое испытание для стенда и всей окружающей среды за все годы существования «Новостройки» начиная с 1948 года. Третья ступень – блок «В» – имитировалась установкой ЭУ-16, имевшей соответственно четыре двигателя. Это позволило провести к началу 1969 года три огневых испытания. Блок «А» со своими тридцатью двигателями так и остался не отработанным на земле. Надежность первой ступени должны были доказать стендовые огневые испытания одиночных двигателей у Николая Кузнецова в ОКБ-276.
Мишин не скрывал своего удовлетворения тем, что уговорил Королева выдать Николаю Кузнецову уникальные требования по совершенству ЖРД. Действительно, по сравнению с параметрами кислородно-керосиновых двигателей «Сатурна-5» двигатели НК-15 первой ступени Н1 имели очень высокие показатели.
Удельный импульс – основная характеристика ЖРД – у НК-15 на земле составлял 294 с, а на больших высотах – 331 с. Двигатели первой ступени «Сатурна-5» имели удельный импульс у земли 266 с и в космосе 304 с. Для получения таких показателей Кузнецов вынужден был довести давление в камере сгорания до 150 атм. Двигатели F-1 «Сатурна-5» имели давление в камере сгорания всего 70 атм.
ОКБ-276 было одним из ведущих в стране по созданию авиационных турбореактивных двигателей. Николаю Кузнецову и его специалистам казалось, что для такого высококвалифицированного коллектива разработка сравнительно простых по конструкции «горшков», какими казались ЖРД, особого труда не представит. Однако жизнь показала, что полное отсутствие опыта проектирования и культуры производства ЖРД, экспериментальной базы и, прежде всего, огневых стендов явилось основной причиной появления на первых Н1 ненадежных двигателей.
Мишин откомандировал в Куйбышев для постоянного наблюдения, контроля и помощи наших двигателистов Райкова, Ершова и Хаспекова. Райков – мой сосед по дому № 5 на улице Королева – при редких появлениях в Москве рассказывал, что в новых двигателях очень трудно добиться устойчивости горения в камерах сгорания. При таком высоком давлении надо найти способ вынести колебательную энергию из объема камеры. В ОКБ-276 это уже поняли. Самые большие трудности проявились там, где их не ждали, – в турбонасосном агрегате. Казалось бы, что уж где-где, а в турбореактивном ОКБ с турбиной и насосами справиться легче, чем с камерой сгорания, форсунками и прогорающими соплами. Иногда наблюдались мгновенные разгары кислородного насоса, которые не удавалось предвидеть никакими измерительными способами. Процесс разгара от его начала до полного разрушения двигателя длится менее одной сотой доли секунды. Нужно было не столько иметь методы раннего предупреждения дефекта, сколько исключить саму возможность такого явления. Взрыв двигателя в полете неизбежно приведет к разрушениям в ближайших окрестностях. Нельзя же устанавливать броневую защиту в хвостовой части.
– Вряд ли тут поможет ваш КОРД, – говорил мне Райков. – Ваши ребята на стендах Кузнецова установили аппаратуру КОРДа, и он часто выручает, но от таких взрывов он спасти двигатели не может.
– Мы обязаны вместе с военной приемкой, – объяснял Райков, – принимать двигатели по системе «Конрид», которая утверждена Мишиным, Кузнецовым и согласована с военной приемкой. По этой системе двигатели выпускаются партиями по шесть штук. От каждой партии военный приемщик отбирает два двигателя на огневые испытания. Если они прошли нормально, то остальные четыре из этой партии уже без всяких огневых испытаний отправляются на сборку ракетных блоков. Двигатели по использованию строго одноразовые. После огневого испытания такой двигатель для установки на ракету уже не пригоден. В этом принципиальное отличие двигателей Кузнецова от американских. На «Сатурне» каждый устанавливаемый на ракету двигатель уже заведомо прошел без переборки три огневых испытания.
– Кто же даст гарантию, – спросил я, – что в тех четырех двигателях, которые мы поставим на Н1, не сидит какой-либо технологический дефект, который проявится только при реальном режиме огневой нагрузки со всеми его вибрациями, температурами, механическими и акустическими нагружениями и прочими ракетными прелестями?
– В том-то и опасность такой системы, что абсолютной гарантии нет. Мишину я это доказывал, но предложить пока мог только ужесточение отбора. Надо считать партией восемь двигателей и четыре из них отбирать на огневые испытания, – ответил Райков.
– Значит, чтобы поставить на ракету тридцать двигателей плюс восемь плюс четыре – итого сорок два, надо будет изготовить, испытать огнем и потом выбросить тоже сорок два двигателя? По постановлению на ЛКИ положено истратить двенадцать ракет. Получается, что серийный завод должен изготовить полтысячи штатных двигателей. Так мы останемся с двигателями, но без штанов и всех остальных аксессуаров!
– Мы в Куйбышеве уже уговорили кузнецовских ребят, пока по низам, начать срочно доработку двигателя, чтобы он был многоразовым, по крайней мере выдерживал без переборки три-четыре прогона. Но это будет не скоро – года через два.
– А пока?
– Пока будем ставить по «Конриду». Последняя гипотеза неожиданных взрывов, о которой там говорят только шепотом, – смещение ротора кислородного насоса. При больших нагрузках возможны нерасчетные осевые и радиальные смещения, превышающие зазор между ротором и корпусом. В среде чистого кислорода стоит чуть чиркнуть ротором о корпус – и взрыв обеспечен.
– А может быть, все гораздо проще? В баках на стенде есть грязь или «посторонние предметы», их попадание в насос приводит к взрывам.
– Пробовали. Умышленно бросали в ТНА металлическую стружку и даже гайки, которые якобы могут оказаться в баках. И хоть бы что! ТНА их проглатывает и не кашляет.
Вот такой невеселый разговор состоялся в 1967 году с почерневшим от усталости Райковым, которого я мучил расспросами, чтобы выяснить эффективность системы КОРД. Если определять готовность лунного носителя только по отработке двигательных установок, то по этому показателю к 1968 году Н1 отставал от «Сатурна– 5» на пять лет.
Глава 7. КОРД И АТГ
Бушуев в резкой форме заявил, что ракета-носитель, выводящая на орбиту у Земли всего 85 тонн, не позволяет ему давать на системы весовые лимиты «по потребности». Мы должны честно признать, что она не пригодна для решения задачи высадки человека на Луну.
Крюков, задетый за живое, сказал, что его отделы закончили все проектные работы по установке дополнительных шести двигателей на первую ступень. Это и другие мероприятия дают возможность довести массу на орбите у Земли до 95 тонн. Козлов упрекнул Охапкина: на совещании тот не сказал, что установка 30 двигателей вместо 24 на первой ступени при любых мероприятиях сдвигает сроки готовности первого штатного носителя еще на один год. Мы договорились, что 30 двигателей должны быть установлены на первую ступень с первого летного изделия Н1 № 3Л. Первые две технологические ракеты – для статических испытаний и примерочных работ на стартовой позиции – будем дорабатывать «в процессе испытаний».
Почти 2000 предприятий и организаций так или иначе были связаны с подготовкой советской экспедиции на Луну. Два года – с конца 1966-го по начало 1969-го – были в этой программе самыми напряженными, и, несмотря на лавинообразное нарастание проблем, умонастроения участников были оптимистическими. Успехи «Востоков», «Восходов», принятие на вооружение одной за другой боевых ракет, работа «Молний», автоматические стыковки «Союзов» вселяли надежду на успех.
Все, за что мы брались при Королеве, получалось. Но получалось при нем. А как теперь будет без него с его начинаниями?
Мозжорин в 1966 году предсказал начало ЛКИ не ранее 1969 года. ЛКИ действительно начались в 1969 году. Американцы затратили на ЛКИ, если считать их началом первый полет «Сатурна-1» с беспилотным модулем основного блока «Аполлона», три с половиной года (до первой высадки на Луну). Если бы мы в 1966 году составляли более реальный график, нам следовало бы установить срок выполнения задачи – 1972 год!
На себе я чувствовал и убеждался на товарищах, что Н1 -Л3 в общем балансе нашего времени и внимания занимает не первое место. 7К-ОК, 7К-Л1, «Молнии», Р-9 и твердотопливные РТ-2 летали. Каждый полет приносил новые заботы. Такое событие, как гибель Комарова, оказало свое тормозящее влияние на программу Н1-Л3 уже тем, что руководство ЦКБЭМ и многих смежных организаций на месяцы вообще отключилось от проблем Н1-Л3. Разнообразные многочисленные более мелкие неприятности также отрывали нас от Н1-Л3. Происшествия, каждому из которых уделялось минимум внимания, в сумме своей составляли поток, способный разрушить самое реалистическое планирование. И тем не менее размах работ по всему фронту начал приносить видимые результаты.
Рельеф тюратамской степи не изобиловал холмами и долинами. «Двойка» со своими гостиницами чуть заметно возвышалась над окрестностями. Старожилы помнили, что если смотреть с верхних этажей зданий, то на десятки километров к северо-западу простиралась только голая пустынная степь. В 1964 году, несмотря на «вопли» о недостаточном финансировании, эта пустыня превратилась в грандиозную строительную площадку. К 1967 году выросли сотни капитальных сооружений. Центральное место в индустриальном пейзаже занимало огромное здание сборочного завода, который мы называли большим МИКом, а некоторые острословы – большим сараем. Вокруг него толпились всякого вида проходные и трансформаторные будки, склады, прокладывались бетонированные дороги и железнодорожные пути. На западе возводился большой жилой городок из пятиэтажных домов. Вдоль дорог тянулись утепленные трубы водоснабжения, на север к стартовым комплексам шагали башни высоковольтной электропередачи. Там, на стартовой позиции, кипела своя стройка. Круглые сутки по пыльным степным дорогам колесили самосвалы, ползали автокраны и тягачи. В 1967 году в большом МИКе было установлено технологическое оборудование и началась производственная деятельность. Пыльных строймонтажников сменили кадровые рабочие и инженеры в белых халатах.
Наиболее крупной опытной работой того периода была экспериментальная комплексная отработка двигательных установок. В НИИ-229 заметно осунувшийся от свалившегося объема работ Глеб Табаков вынужден был не только руководить огневыми испытаниями двигательных установок, но и организовать изготовление самих ракетных блоков второй и третьей ступеней. По причине нетранспортабельности ступеней ракеты-носителя Н1 сварку баков второй и третьей ступеней, предназначенных для огневых стендовых испытаний, проводили на территории НИИ-229. Завод «Прогресс» наладил там свое производство. Огневые испытания проводились на специально дооборудованном «сооружении №2», которое до этого служило стендом для огневых испытаний всей «семерки». ЭУ-15 была экспериментальной установкой, моделирующей блок «Б» – вторую ступень. При запуске ее восьми двигателей развивалась суммарная тяга 1200 тс. Первый запуск состоялся только 23 июня 1968 года. Это было самое мощное огневое испытание для стенда и всей окружающей среды за все годы существования «Новостройки» начиная с 1948 года. Третья ступень – блок «В» – имитировалась установкой ЭУ-16, имевшей соответственно четыре двигателя. Это позволило провести к началу 1969 года три огневых испытания. Блок «А» со своими тридцатью двигателями так и остался не отработанным на земле. Надежность первой ступени должны были доказать стендовые огневые испытания одиночных двигателей у Николая Кузнецова в ОКБ-276.
Мишин не скрывал своего удовлетворения тем, что уговорил Королева выдать Николаю Кузнецову уникальные требования по совершенству ЖРД. Действительно, по сравнению с параметрами кислородно-керосиновых двигателей «Сатурна-5» двигатели НК-15 первой ступени Н1 имели очень высокие показатели.
Удельный импульс – основная характеристика ЖРД – у НК-15 на земле составлял 294 с, а на больших высотах – 331 с. Двигатели первой ступени «Сатурна-5» имели удельный импульс у земли 266 с и в космосе 304 с. Для получения таких показателей Кузнецов вынужден был довести давление в камере сгорания до 150 атм. Двигатели F-1 «Сатурна-5» имели давление в камере сгорания всего 70 атм.
ОКБ-276 было одним из ведущих в стране по созданию авиационных турбореактивных двигателей. Николаю Кузнецову и его специалистам казалось, что для такого высококвалифицированного коллектива разработка сравнительно простых по конструкции «горшков», какими казались ЖРД, особого труда не представит. Однако жизнь показала, что полное отсутствие опыта проектирования и культуры производства ЖРД, экспериментальной базы и, прежде всего, огневых стендов явилось основной причиной появления на первых Н1 ненадежных двигателей.
Мишин откомандировал в Куйбышев для постоянного наблюдения, контроля и помощи наших двигателистов Райкова, Ершова и Хаспекова. Райков – мой сосед по дому № 5 на улице Королева – при редких появлениях в Москве рассказывал, что в новых двигателях очень трудно добиться устойчивости горения в камерах сгорания. При таком высоком давлении надо найти способ вынести колебательную энергию из объема камеры. В ОКБ-276 это уже поняли. Самые большие трудности проявились там, где их не ждали, – в турбонасосном агрегате. Казалось бы, что уж где-где, а в турбореактивном ОКБ с турбиной и насосами справиться легче, чем с камерой сгорания, форсунками и прогорающими соплами. Иногда наблюдались мгновенные разгары кислородного насоса, которые не удавалось предвидеть никакими измерительными способами. Процесс разгара от его начала до полного разрушения двигателя длится менее одной сотой доли секунды. Нужно было не столько иметь методы раннего предупреждения дефекта, сколько исключить саму возможность такого явления. Взрыв двигателя в полете неизбежно приведет к разрушениям в ближайших окрестностях. Нельзя же устанавливать броневую защиту в хвостовой части.
– Вряд ли тут поможет ваш КОРД, – говорил мне Райков. – Ваши ребята на стендах Кузнецова установили аппаратуру КОРДа, и он часто выручает, но от таких взрывов он спасти двигатели не может.
– Мы обязаны вместе с военной приемкой, – объяснял Райков, – принимать двигатели по системе «Конрид», которая утверждена Мишиным, Кузнецовым и согласована с военной приемкой. По этой системе двигатели выпускаются партиями по шесть штук. От каждой партии военный приемщик отбирает два двигателя на огневые испытания. Если они прошли нормально, то остальные четыре из этой партии уже без всяких огневых испытаний отправляются на сборку ракетных блоков. Двигатели по использованию строго одноразовые. После огневого испытания такой двигатель для установки на ракету уже не пригоден. В этом принципиальное отличие двигателей Кузнецова от американских. На «Сатурне» каждый устанавливаемый на ракету двигатель уже заведомо прошел без переборки три огневых испытания.
– Кто же даст гарантию, – спросил я, – что в тех четырех двигателях, которые мы поставим на Н1, не сидит какой-либо технологический дефект, который проявится только при реальном режиме огневой нагрузки со всеми его вибрациями, температурами, механическими и акустическими нагружениями и прочими ракетными прелестями?
– В том-то и опасность такой системы, что абсолютной гарантии нет. Мишину я это доказывал, но предложить пока мог только ужесточение отбора. Надо считать партией восемь двигателей и четыре из них отбирать на огневые испытания, – ответил Райков.
– Значит, чтобы поставить на ракету тридцать двигателей плюс восемь плюс четыре – итого сорок два, надо будет изготовить, испытать огнем и потом выбросить тоже сорок два двигателя? По постановлению на ЛКИ положено истратить двенадцать ракет. Получается, что серийный завод должен изготовить полтысячи штатных двигателей. Так мы останемся с двигателями, но без штанов и всех остальных аксессуаров!
– Мы в Куйбышеве уже уговорили кузнецовских ребят, пока по низам, начать срочно доработку двигателя, чтобы он был многоразовым, по крайней мере выдерживал без переборки три-четыре прогона. Но это будет не скоро – года через два.
– А пока?
– Пока будем ставить по «Конриду». Последняя гипотеза неожиданных взрывов, о которой там говорят только шепотом, – смещение ротора кислородного насоса. При больших нагрузках возможны нерасчетные осевые и радиальные смещения, превышающие зазор между ротором и корпусом. В среде чистого кислорода стоит чуть чиркнуть ротором о корпус – и взрыв обеспечен.
– А может быть, все гораздо проще? В баках на стенде есть грязь или «посторонние предметы», их попадание в насос приводит к взрывам.
– Пробовали. Умышленно бросали в ТНА металлическую стружку и даже гайки, которые якобы могут оказаться в баках. И хоть бы что! ТНА их проглатывает и не кашляет.
Вот такой невеселый разговор состоялся в 1967 году с почерневшим от усталости Райковым, которого я мучил расспросами, чтобы выяснить эффективность системы КОРД. Если определять готовность лунного носителя только по отработке двигательных установок, то по этому показателю к 1968 году Н1 отставал от «Сатурна– 5» на пять лет.
Глава 7. КОРД И АТГ
Еще в самом начале проектирования Ракеты-носителя Н1 необходимость создания системы диагностики работы более чем четырех десятков двигателей трех ступеней Н1 была очевидной. От телеметрической системы контроля за параметрами двигательных установок такая система отличалась тем, что не только фиксировала состояние того или иного параметра, но выдавала команду системе управления на выключение двигателя, если контролируемые ею параметры выходили за разрешенные пределы.
Неотвратимость разработки системы КОРД своими силами становилась все более очевидной, так как все только предполагаемые смежники, которым эту разработку предлагали, сразу понимали ее ответственность, трудоемкость и бесперспективность с точки зрения лавров. После многочасовых дискуссий с ближайшими товарищами решили поручить разработку идеологической электрической схемы и ее отработку отделу Виктора Кузьмина, а конструктивную реализацию и внедрение в производство отделу Ивана Зверева. Серийное производство электронных приборов КОРДа решением ВПК было поручено Загорскому оптико– механическому заводу (ЗОМЗ) по нашей технической документации.
Изучив структуру двигательных агрегатов Кузнецова, наши электронщики решили, что они вполне способны спасти двигательную установку от пожара, взрыва и прочих бедствий, если двигателисты четко сформулируют критерии предаварийного состояния. Главный конструктор Кузнецов после настоятельных обращений Королева в конце концов определил параметры двигателей, на отклонение которых должна реагировать система КОРД.
Кузнецов и его специалисты в процессе работы меняли и перечень подлежащих контролю параметров, и критические значения, при которых система КОРД обязана передать в систему управления команду на выключение двигателя.
Первоначально для диагностического контроля двигателей первого летного носителя Н1 были выбраны четыре параметра: температура газа за турбиной ТНА, пульсация давления в газогенераторе, скорость вращения основного вала ТНА и давление в камере сгорания. При выходе этих параметров за установленные двигателистами пределы КОРД выдавал команду, по которой система управления по своему алгоритму производила полное выключение подозрительного двигателя.
Каждый из 42 двигателей имел свою аппаратуру контроля, состоящую из первичных датчиков, электронного блока усилителей, линии связи и блока управления системой, связанного с системой автоматики управления двигателями. Измерения критических параметров производились первичными датчиками – преобразователями физических величин в электрические сигналы. Так, например, для контроля давления был специально разработан троированный контактный датчик мембранного типа. Для других каналов контроля были разработаны датчики генераторного типа: пьезоэлектрические в канале пульсаций давления, индукционные в канале скорости вращения и малоинерционные термопары в канале температуры.
Общая координация и преобразование измерений в команды производились блоком усилителей-преобразователей, представляющим довольно сложный электронный прибор, состоящий из 1600 элементов. Все датчики были разработаны в 1962– 1963 годах в различных организациях и отрабатывались нашими инженерами на огневых стендах при испытаниях двигателей первой, второй и третьей ступеней.
Обязательное и самое жесткое требование к аварийной системе – она должна дежурить и реагировать только на аварийный признак. Выдача ложного сигнала в полете могла привести к выключению здорового двигателя, а для первой ступени – еще и второго, диаметрально противоположного.
Носитель Н1 обладал 25-процентным запасом по тяговооруженности. Допускался выход из строя, даже при старте, двух пар ЖРД. Система управления, получив сигнал об отказе двигателей, должна была несколько форсировать работающие и увеличить общее время работы первой ступени. На второй ступени при получении аварийных сигналов могли быть выключены не более двух двигателей, а на третьей – один.
Наиболее трудной проблемой при отработке системы оказалась защита КОРДа от помех. При испытаниях на технической позиции в большом МИКе на шинах питания системы была обнаружена наводка – напряжение до 15 вольт частотой 1000 герц. Это была опасная помеха, которая исходила от основного источника электроэнергии ракеты – специального турбогенератора. Для защиты от этой помехи мы ввели блок конденсаторов, шунтирующих источник, и убедились, что помеха снизилась до одного вольта. Успокоились напрасно – 1000 герц вскоре напомнили о себе при «отягчающих обстоятельствах».
Последующие события показали, что многое из того, что произошло в первом же полете, могло быть обнаружено, если бы мы имели полноценный огневой стенд испытаний всей первой ступени со штатной кабельной сетью, штатными источниками питания и системой управления.
При предыдущих работах по созданию ракетных систем и космических аппаратов Королев всегда приветствовал деловые контакты между руководителями, скрепленные личной многолетней дружбой. Когда Пилюгину или мне требовалось что-либо решить по сопряжению двигательных установок с системами управления, рулевыми приводами, мы запросто договаривались с самим Глушко, Косбергом, Исаевым или их специалистами. Взаимопонимание достигалось быстро, а потом «для порядка» оформлялись соответствующие протоколы.
Заместители всех главных между собой были «на ты» и в трудных ситуациях договаривались между собой о том, как лучше «обработать» того или иного главного для быстрого принятия решения, которое они согласовали.
Николай Кузнецов и его двигателисты, включавшиеся в нашу кооперацию, оказывались новыми людьми. Движимый желанием сблизить нас, Королев пригласил своих ближайших заместителей: Мишина, Бушуева, Охапкина и меня – к себе – в «домик Королева» на 3– й Останкинской. Мы были уверены, что предстоит очередной деловой разговор. Но оказалось, что принимает нас не СП, а Нина Ивановна, главными гостями товарищеского ужина были супруги Кузнецовы. Мы были без жен, Нина Ивановна поняла оплошность, допущенную СП, но исправлять его ошибку было поздно.
За столом СП пытался всячески оживить затихавшие разговоры о кулинарных достижениях, последних кинофильмах, которые мало кто видел, театрах, в которых мы почти не бывали, погоде и грибах. Как ни старалась хозяйка дома, разговор оживлялся, стоило только затронуть ракетно– двигательные проблемы. Кузнецов что-то говорил о строительстве огневых стендов вдалеке от его завода, Мишин расхваливал принятые к разработке уникальные параметры двигателей, я ждал удобного момента, чтобы сказать о всемогуществе КОРДа, способного спасти этот уникальный двигатель, а Бушуев дипломатично пытался перевести разговор на последние достижения Кузнецова в разработке авиационных ТРД.
Когда мы шли домой, Охапкин высказался первым:
– СП затеял этот ужин, чтобы сблизить нас с Кузнецовым. Он чувствует, что после разрыва с Глушко образовалась пустота в личных контактах с двигательной корпорацией, понимает, что худо-бедно мы свои баки сварим и оболочку склепаем, а определять все будут двигатели.
Бушуев согласился и добавил:
– Но Черток неудачно выдвинулся со своим КОРДом, заранее намекал на неизбежность аварий двигателей.
– Поживем – увидим, – резюмировал я.
Пока налаживали и отрабатывали аппаратуру КОРДа на стендах в Куйбышеве, в нее вносилось много изменений. КОРДу прощали иногда незаконные выключения, но в общем двигателисты в него поверили.
Тем тревожнее оказалось сообщение, с которым ко мне пришли Калашников, Кузьмин и Кунавин. Им только что позвонили из Куйбышева, что на стенде произошел взрыв с разрушением двигателя. Стало быть, КОРД виноват, что никак не мог предупредить такое событие.
По этому происшествию Райков докладывал Мишину, убеждая его, что в двигателях имеется дефект, приводящий к разрушению с такой быстротой, что система КОРД даже не успевает зарегистрировать отклонение параметров от нормы.
В начале 1967 года по решению ВПК была создана межведомственная комиссия для определения надежности двигателей, принятия решения о запуске их в серию и допуске к установке на первые летные ракеты. Председателем комиссии был назначен заместитель начальника ЦИАМа Левин, членом комиссии был и Глушко. Представлялось, что комиссия может дать объективную оценку новым двигателям с такими уникальными для того времени характеристиками.
Во время одного из заседаний комиссии, как мне рассказывал Райков, Глушко высказался в том смысле, что никакая система диагностики и контроля не способна вылечить «гнилые двигатели».
Действительно, КОРД был не способен спасти ракету от сверхбыстропротекающего процесса взрыва двигателя. Были у него и свои слабые места, которые мы обнаружили слишком поздно. Одним из них была уже упомянутая чувствительность к паразитной электрической наводке частоты 1000 герц, временами превосходившей аварийный сигнал в системе КОРД.
«Это вы с Андроником придумали первичный источник на переменном токе вместо надежных аккумуляторов, на которых всю жизнь летаем. Вот теперь будем расхлебывать», – упрекали меня испытатели. Для таких упреков были основания.
Здесь я должен в свои воспоминания вставить историю еще одной уникальной разработки, на которую мы пошли только ради Н1.
Памятуя о своих довоенных исследованиях по системе переменного тока для тяжелого бомбардировщика, я еще в 1960 году прикинул, сколько можно сэкономить массы на источниках тока и силовых кабелях, если на сверхтяжелой ракете отказаться от традиционных аккумуляторов и установить специальный генератор, приводимый на каждой ступени от одного из ТНА основных ЖРД.
Выходить куда-либо с таким предложением можно было только с согласия и при поддержке Пилюгина. Основным потребителем электроэнергии на борту тяжелого носителя была система управления, ее главный конструктор Пилюгин должен был дать согласие на отказ от традиционных источников питания. Я был почти уверен в отрицательном отношении Пилюгина – зачем ему еще одна «головная боль» в системе, где и без того все надо делать по-новому. Свои предложения я предварительно изложил Георгию Приссу, который в НИИАПе был главным идеологом схемы бортового электрического комплекса, и Серафиме Курковой, которая в НИИАПе ведала лабораторией системы источников бортового питания.
К моему удивлению и великому удовлетворению, они пришли к аналогичным идеям независимо от меня. Мы не спорили о приоритете, тем более что исполнителем новой системы энергопитания мог быть только ВНИИЭМ.
Долго уговаривать Андроника Иосифьяна взять на себя разработку мощного источника переменного тока не потребовалось. Андроник незамедлительно пригласил своего заместителя по научной части Николая Шереметьевского, хорошо мне знакомых еще по институту Евгения Мееровича, Наума Альпера, Аркадия Платонова и поставил задачу: предложение принять, работу начать немедленно! Вместе с ОКБ-1 и НИИАПом определить параметры, мощности, выбрать напряжения, частоту и чем крутить генератор. Надо иметь свой привод, а не связываться с двигателистами, решил он.
Спустя 35 лет я восхищаюсь энтузиазмом Иосифьяна, Шереметьевского и других специалистов ВНИИЭМа – работа буквально закипела. От идеи использовать ТНА основных двигателей быстро отказались. Решили делать самостоятельную автономную систему. В результате споров и месячных расчетов ВНИИЭМом был разработан эскизный проект, из которого следовало, что оптимальным вариантом будет трехфазный бортовой турбогенератор с напряжением 60 вольт и частотой 1000 герц. Турбина генератора должна работать от различных газовых компонентов – сжатого воздуха, азота или гелия – продуктов, в избытке имеющихся на борту ракеты. Такой источник не требовал создания капризной схемы перехода питания «земля» – «борт», был многоразовым, позволял обеспечивать точное поддержание частоты и напряжения.
Увеличение в два раза питающего напряжения существенно снижало массу бортовой кабельной сети. Для создания уникального турбогенератора требовалась уникальная турбина. Завод «Сатурн», который возглавлял Архип Люлька, находился на берегу Яузы, всего в 10 минутах езды от моего дома.
Когда я приехал к главному конструктору Люлька – Герою Социалистического Труда, лауреату Сталинской премии, члену-корреспонденту Академии наук, он, по-доброму и хитро улыбаясь, спросил, не явился ли я уговаривать его разработать водородный двигатель для третьей ступени Н1.
– Это лучше меня сделает сам Королев, – ответил я.
– Мабуть помьян?м, як мы билимбаиху на Урали хлыбалы? – допытывался Люлька.
Он явно хотел понять, зачем я явился с самого утра, раньше, чем я сам начну выкладывать причину.
Когда я объяснил, что меня привело в кабинет уважаемого главного конструктора авиационных турбореактивных двигателей, он был немного разочарован. Создание турбины такой малой мощности – это не проблема, но возни с ней будет много. Я для увлечения наговорил о надежности, точности регулирования частоты вращения, малой массе – но он все это сам отлично представлял.
– Турбыну зробыты мы можемо. Тильки нехай ваши хлопци сами прыдумають, чим ее крутыты и це вже ты сам з нымы миркуй, скильки та якого газу треба браты. Ось де вес буде, а не в моим колесыку.
Люлька согласился. И в дальнейшем, с 1962 года, разработка АТГ – автономных турбогенераторов для Н1 проводилась ВНИИЭМом совместно с «Сатурном» в самом тесном сотрудничестве. Королев поручил двигателистам ОКБ-1 разработку пневмогидравлических систем питания агрегатов, шар-баллонов, теплообменников, фильтров и пневмоарматуры. У нас в ОКБ-1 эти заботы принял на себя отдел Петра Шульгина.
Неотвратимость разработки системы КОРД своими силами становилась все более очевидной, так как все только предполагаемые смежники, которым эту разработку предлагали, сразу понимали ее ответственность, трудоемкость и бесперспективность с точки зрения лавров. После многочасовых дискуссий с ближайшими товарищами решили поручить разработку идеологической электрической схемы и ее отработку отделу Виктора Кузьмина, а конструктивную реализацию и внедрение в производство отделу Ивана Зверева. Серийное производство электронных приборов КОРДа решением ВПК было поручено Загорскому оптико– механическому заводу (ЗОМЗ) по нашей технической документации.
Изучив структуру двигательных агрегатов Кузнецова, наши электронщики решили, что они вполне способны спасти двигательную установку от пожара, взрыва и прочих бедствий, если двигателисты четко сформулируют критерии предаварийного состояния. Главный конструктор Кузнецов после настоятельных обращений Королева в конце концов определил параметры двигателей, на отклонение которых должна реагировать система КОРД.
Кузнецов и его специалисты в процессе работы меняли и перечень подлежащих контролю параметров, и критические значения, при которых система КОРД обязана передать в систему управления команду на выключение двигателя.
Первоначально для диагностического контроля двигателей первого летного носителя Н1 были выбраны четыре параметра: температура газа за турбиной ТНА, пульсация давления в газогенераторе, скорость вращения основного вала ТНА и давление в камере сгорания. При выходе этих параметров за установленные двигателистами пределы КОРД выдавал команду, по которой система управления по своему алгоритму производила полное выключение подозрительного двигателя.
Каждый из 42 двигателей имел свою аппаратуру контроля, состоящую из первичных датчиков, электронного блока усилителей, линии связи и блока управления системой, связанного с системой автоматики управления двигателями. Измерения критических параметров производились первичными датчиками – преобразователями физических величин в электрические сигналы. Так, например, для контроля давления был специально разработан троированный контактный датчик мембранного типа. Для других каналов контроля были разработаны датчики генераторного типа: пьезоэлектрические в канале пульсаций давления, индукционные в канале скорости вращения и малоинерционные термопары в канале температуры.
Общая координация и преобразование измерений в команды производились блоком усилителей-преобразователей, представляющим довольно сложный электронный прибор, состоящий из 1600 элементов. Все датчики были разработаны в 1962– 1963 годах в различных организациях и отрабатывались нашими инженерами на огневых стендах при испытаниях двигателей первой, второй и третьей ступеней.
Обязательное и самое жесткое требование к аварийной системе – она должна дежурить и реагировать только на аварийный признак. Выдача ложного сигнала в полете могла привести к выключению здорового двигателя, а для первой ступени – еще и второго, диаметрально противоположного.
Носитель Н1 обладал 25-процентным запасом по тяговооруженности. Допускался выход из строя, даже при старте, двух пар ЖРД. Система управления, получив сигнал об отказе двигателей, должна была несколько форсировать работающие и увеличить общее время работы первой ступени. На второй ступени при получении аварийных сигналов могли быть выключены не более двух двигателей, а на третьей – один.
Наиболее трудной проблемой при отработке системы оказалась защита КОРДа от помех. При испытаниях на технической позиции в большом МИКе на шинах питания системы была обнаружена наводка – напряжение до 15 вольт частотой 1000 герц. Это была опасная помеха, которая исходила от основного источника электроэнергии ракеты – специального турбогенератора. Для защиты от этой помехи мы ввели блок конденсаторов, шунтирующих источник, и убедились, что помеха снизилась до одного вольта. Успокоились напрасно – 1000 герц вскоре напомнили о себе при «отягчающих обстоятельствах».
Последующие события показали, что многое из того, что произошло в первом же полете, могло быть обнаружено, если бы мы имели полноценный огневой стенд испытаний всей первой ступени со штатной кабельной сетью, штатными источниками питания и системой управления.
При предыдущих работах по созданию ракетных систем и космических аппаратов Королев всегда приветствовал деловые контакты между руководителями, скрепленные личной многолетней дружбой. Когда Пилюгину или мне требовалось что-либо решить по сопряжению двигательных установок с системами управления, рулевыми приводами, мы запросто договаривались с самим Глушко, Косбергом, Исаевым или их специалистами. Взаимопонимание достигалось быстро, а потом «для порядка» оформлялись соответствующие протоколы.
Заместители всех главных между собой были «на ты» и в трудных ситуациях договаривались между собой о том, как лучше «обработать» того или иного главного для быстрого принятия решения, которое они согласовали.
Николай Кузнецов и его двигателисты, включавшиеся в нашу кооперацию, оказывались новыми людьми. Движимый желанием сблизить нас, Королев пригласил своих ближайших заместителей: Мишина, Бушуева, Охапкина и меня – к себе – в «домик Королева» на 3– й Останкинской. Мы были уверены, что предстоит очередной деловой разговор. Но оказалось, что принимает нас не СП, а Нина Ивановна, главными гостями товарищеского ужина были супруги Кузнецовы. Мы были без жен, Нина Ивановна поняла оплошность, допущенную СП, но исправлять его ошибку было поздно.
За столом СП пытался всячески оживить затихавшие разговоры о кулинарных достижениях, последних кинофильмах, которые мало кто видел, театрах, в которых мы почти не бывали, погоде и грибах. Как ни старалась хозяйка дома, разговор оживлялся, стоило только затронуть ракетно– двигательные проблемы. Кузнецов что-то говорил о строительстве огневых стендов вдалеке от его завода, Мишин расхваливал принятые к разработке уникальные параметры двигателей, я ждал удобного момента, чтобы сказать о всемогуществе КОРДа, способного спасти этот уникальный двигатель, а Бушуев дипломатично пытался перевести разговор на последние достижения Кузнецова в разработке авиационных ТРД.
Когда мы шли домой, Охапкин высказался первым:
– СП затеял этот ужин, чтобы сблизить нас с Кузнецовым. Он чувствует, что после разрыва с Глушко образовалась пустота в личных контактах с двигательной корпорацией, понимает, что худо-бедно мы свои баки сварим и оболочку склепаем, а определять все будут двигатели.
Бушуев согласился и добавил:
– Но Черток неудачно выдвинулся со своим КОРДом, заранее намекал на неизбежность аварий двигателей.
– Поживем – увидим, – резюмировал я.
Пока налаживали и отрабатывали аппаратуру КОРДа на стендах в Куйбышеве, в нее вносилось много изменений. КОРДу прощали иногда незаконные выключения, но в общем двигателисты в него поверили.
Тем тревожнее оказалось сообщение, с которым ко мне пришли Калашников, Кузьмин и Кунавин. Им только что позвонили из Куйбышева, что на стенде произошел взрыв с разрушением двигателя. Стало быть, КОРД виноват, что никак не мог предупредить такое событие.
По этому происшествию Райков докладывал Мишину, убеждая его, что в двигателях имеется дефект, приводящий к разрушению с такой быстротой, что система КОРД даже не успевает зарегистрировать отклонение параметров от нормы.
В начале 1967 года по решению ВПК была создана межведомственная комиссия для определения надежности двигателей, принятия решения о запуске их в серию и допуске к установке на первые летные ракеты. Председателем комиссии был назначен заместитель начальника ЦИАМа Левин, членом комиссии был и Глушко. Представлялось, что комиссия может дать объективную оценку новым двигателям с такими уникальными для того времени характеристиками.
Во время одного из заседаний комиссии, как мне рассказывал Райков, Глушко высказался в том смысле, что никакая система диагностики и контроля не способна вылечить «гнилые двигатели».
Действительно, КОРД был не способен спасти ракету от сверхбыстропротекающего процесса взрыва двигателя. Были у него и свои слабые места, которые мы обнаружили слишком поздно. Одним из них была уже упомянутая чувствительность к паразитной электрической наводке частоты 1000 герц, временами превосходившей аварийный сигнал в системе КОРД.
«Это вы с Андроником придумали первичный источник на переменном токе вместо надежных аккумуляторов, на которых всю жизнь летаем. Вот теперь будем расхлебывать», – упрекали меня испытатели. Для таких упреков были основания.
Здесь я должен в свои воспоминания вставить историю еще одной уникальной разработки, на которую мы пошли только ради Н1.
Памятуя о своих довоенных исследованиях по системе переменного тока для тяжелого бомбардировщика, я еще в 1960 году прикинул, сколько можно сэкономить массы на источниках тока и силовых кабелях, если на сверхтяжелой ракете отказаться от традиционных аккумуляторов и установить специальный генератор, приводимый на каждой ступени от одного из ТНА основных ЖРД.
Выходить куда-либо с таким предложением можно было только с согласия и при поддержке Пилюгина. Основным потребителем электроэнергии на борту тяжелого носителя была система управления, ее главный конструктор Пилюгин должен был дать согласие на отказ от традиционных источников питания. Я был почти уверен в отрицательном отношении Пилюгина – зачем ему еще одна «головная боль» в системе, где и без того все надо делать по-новому. Свои предложения я предварительно изложил Георгию Приссу, который в НИИАПе был главным идеологом схемы бортового электрического комплекса, и Серафиме Курковой, которая в НИИАПе ведала лабораторией системы источников бортового питания.
К моему удивлению и великому удовлетворению, они пришли к аналогичным идеям независимо от меня. Мы не спорили о приоритете, тем более что исполнителем новой системы энергопитания мог быть только ВНИИЭМ.
Долго уговаривать Андроника Иосифьяна взять на себя разработку мощного источника переменного тока не потребовалось. Андроник незамедлительно пригласил своего заместителя по научной части Николая Шереметьевского, хорошо мне знакомых еще по институту Евгения Мееровича, Наума Альпера, Аркадия Платонова и поставил задачу: предложение принять, работу начать немедленно! Вместе с ОКБ-1 и НИИАПом определить параметры, мощности, выбрать напряжения, частоту и чем крутить генератор. Надо иметь свой привод, а не связываться с двигателистами, решил он.
Спустя 35 лет я восхищаюсь энтузиазмом Иосифьяна, Шереметьевского и других специалистов ВНИИЭМа – работа буквально закипела. От идеи использовать ТНА основных двигателей быстро отказались. Решили делать самостоятельную автономную систему. В результате споров и месячных расчетов ВНИИЭМом был разработан эскизный проект, из которого следовало, что оптимальным вариантом будет трехфазный бортовой турбогенератор с напряжением 60 вольт и частотой 1000 герц. Турбина генератора должна работать от различных газовых компонентов – сжатого воздуха, азота или гелия – продуктов, в избытке имеющихся на борту ракеты. Такой источник не требовал создания капризной схемы перехода питания «земля» – «борт», был многоразовым, позволял обеспечивать точное поддержание частоты и напряжения.
Увеличение в два раза питающего напряжения существенно снижало массу бортовой кабельной сети. Для создания уникального турбогенератора требовалась уникальная турбина. Завод «Сатурн», который возглавлял Архип Люлька, находился на берегу Яузы, всего в 10 минутах езды от моего дома.
Когда я приехал к главному конструктору Люлька – Герою Социалистического Труда, лауреату Сталинской премии, члену-корреспонденту Академии наук, он, по-доброму и хитро улыбаясь, спросил, не явился ли я уговаривать его разработать водородный двигатель для третьей ступени Н1.
– Это лучше меня сделает сам Королев, – ответил я.
– Мабуть помьян?м, як мы билимбаиху на Урали хлыбалы? – допытывался Люлька.
Он явно хотел понять, зачем я явился с самого утра, раньше, чем я сам начну выкладывать причину.
Когда я объяснил, что меня привело в кабинет уважаемого главного конструктора авиационных турбореактивных двигателей, он был немного разочарован. Создание турбины такой малой мощности – это не проблема, но возни с ней будет много. Я для увлечения наговорил о надежности, точности регулирования частоты вращения, малой массе – но он все это сам отлично представлял.
– Турбыну зробыты мы можемо. Тильки нехай ваши хлопци сами прыдумають, чим ее крутыты и це вже ты сам з нымы миркуй, скильки та якого газу треба браты. Ось де вес буде, а не в моим колесыку.
Люлька согласился. И в дальнейшем, с 1962 года, разработка АТГ – автономных турбогенераторов для Н1 проводилась ВНИИЭМом совместно с «Сатурном» в самом тесном сотрудничестве. Королев поручил двигателистам ОКБ-1 разработку пневмогидравлических систем питания агрегатов, шар-баллонов, теплообменников, фильтров и пневмоарматуры. У нас в ОКБ-1 эти заботы принял на себя отдел Петра Шульгина.