Страница:
Перед отъездом из министерства я зашел в кабинет Глеба Табакова. Он недавно был освобожден от должности начальника НИИ-229 и назначен заместителем министра. Двигательная тематика министерства и смежников была в его ведении.
По поводу моей встречи с министром он сказал:
– Я имею полную информацию о состоянии дел в ОКБ-276. Несмотря на более-менее балгополучные испытания одиночных двигатели в Загорске, испытания ЭУ-15 и ЭУ-16, в блоке «А» я не уверен. Что ни говори, но из трех аварий две случились из-за двигательных систем. Кузнецов это понимает, и работа над многоразовым двигателем идет у него полным ходом. Я министру докладывал и даже советовал подождать новых двигателей. Не спешить с пуском! Но как это сделать, он пока не знает.
Ничего более утешительного Табаков сказать не мог.
Так я стал непосредственным участником подготовки к пуску Н1-Л3 № 7Л и последующего анализа последнего полета. Жалею ли я теперь о таком стечении обстоятельств? Пожалуй, нет. То, что случилось в полете, было уже предопределено, заложено заранее в двигательную установку задолго до подготовки ракеты на полигоне. Кто бы ни был на месте технического руководителя, он не способен был предотвратить то, что случилось в полете. Единственным средством избежать аварии Н1 №7Л могло быть только решение об отмене полета, прекращении летных испытаний. Но об этом ниже.
В сентябре 1972 года я прилетел на полигон в новом качестве. Дорофеев, Дегтяренко, Симакин, Гуцков и все остальные старожилы большого МИКа приняли меня дружелюбно. У нас с первого дня установились доверительные отношения и рабочий контакт. Дорофеев, уже не первый год руководивший испытаниями Н1, обеспечил отличные взаимоотношения и с военным руководством полигона, и с инженерным коллективом военных испытателей 6-го управления.
Руководившие испытаниями и многочисленными доработками Л3 Эмиль Бродский и Борис Филин при встрече не упустили возможности меня поддеть: «Что, Борис Евсеевич, вытащили вас с курорта „Подлипки-дачные“? Зато тут режим без выходных. Бумаг немного, но оперативки ежедневные. Скучать не дадут».
Ракета уже была вывезена на стартовую позицию, и там 30 августа начались первые предварительные испытания для отработки связей «земля» – «борт». Телеметрические записи испытаний преподносили одну неприятность за другой. На одном из совещаний технического руководства Александр Мрыкин [17]выступил с докладом, в котором были обобщены итоги летных испытаний предыдущих трех Н1. «По Н1 № 7Л испытания еще только начались, а мы уже имеем 17 серьезных замечаний по 17 приборам системы управления и свыше 100 – по системам телеметрических измерений, – заявил он. – При такой статистике следует более ответственно подумать о целесообразности пуска».
Кроме официальных многолюдных сборов технического руководства мы собирались в номере гостиницы узким составом, чтобы спокойно обсудить ход подготовки и определить главные задачи каждого руководителя на ближайшие дни. На одном из таких узких собраний прилетевший вместе со мной Анатолий Кириллов так охарактеризовал «общую диспозицию»:
– Земля, как известно, держится на трех китах. Наука в последние годы доказывает, что и без этих трех китов Земля со своей орбиты никуда не сорвется. А вот нам трех китов маловато. Мы со своей ракетой Н1 способны удержаться только на четырех. Первый кит – это головная организация – ЦКБЭМ. Она представлена здесь лучшими учениками Сергея Павловича. Второй кит – военные испытатели и все службы полигона. Этот кит набрался такого опыта, что на него можно смело опираться. Военные поддержат самые смелые предложения технического руководства. Все офицеры, связанные с Н1, давно мечтают выйти в люди, подобно тем, кто пускает пилотируемые корабли и ДОСы. Третий кит – производство и прежде всего куйбышевский завод «Прогресс». Народ там отличный и безотказный. Но надо навести порядок с проверкой всех доработок. По-моему, тут не всегда между первым и третьим китами полная ясность. Надеюсь, в этом деле Дмитрий Ильич Козлов нам поможет. Завтра он прилетает. Ну, и четвертый кит самый ненадежный – наши смежники. Вот на этого кита, по моему разумению, новому техническому руководителю и надо обратить особое внимание. На Н1 впервые стоят две бортовые вычислительные машины, впервые Н1 укомплектовали штатными блоками «Г» и «Д» и не совсем штатным ЛОКом. Там со смежниками столько проблем, что без личного вмешательства технического руководителя нам грозит постоянный срыв графика подготовки.
– Ты забыл пятого кита, – добавил я, – двигатели.
– Нет, не забыл. Боюсь, что двигатели – не тот кит, на котором мы держимся. Между министрами Афанасьевым и Дементьевым есть договоренность, что они лично обеспечат заключение о допуске к полету тех партий двигателей, которые отобраны для ЛКИ №7Л. На Н1 по всему пакету стоят, не считая лунного корабля, вместе с рулевыми 48 двигателей. На старте при необходимости можем заменить любой прибор. Но если потребуется замена какого-либо двигателя, это означает возвращение Н1 в МИК. Тогда пуск отодвинется на месяц, а то и больше.
Действительно, замена какого-либо прибора в процессе испытаний на технической позиции была делом обычным. Замена на старте была событием неприятным, но допустимым. Замена двигателей была сложной операцией, требовавшей заводских условий.
На одном из таких совещаний я попросил Дорофеева и Дегтяренко еще раз перечислить все, чем отличалась ракета №7Л от предыдущих. Хотя все доработки и были описаны в технических отчетах и я по мере возможности следил за ними в течение года, но когда в спокойной беседе мы подвели общий итог, то убедились, что четвертым пуском мы по существу начинаем летные испытания новой ракеты. Все три предыдущих пуска ракет № 3Л, № 5Л и № 6Л были аварийными. Первые два пуска фактически были огневыми испытаниями 30 двигательных установок первой ступени. Только на третьем пуске Н1 № 6Л мы впервые могли проверить динамику управления при исправно работающих всех двигателях первой ступени. И тут же нарвались на неустойчивость по крену. На 14-й секунде ракета закрутилась и после 50-й секунды «ушла за бугор». В этой аварии виноваты прежде всего газодинамики и консультирующие их ученые ЦНИИМаша и ЦАГИ.
Огневые струи 30 двигателей складывались в общий огневой факел так, что вокруг продольной оси ракеты создавался непредвиденный теоретиками и никакими расчетами возмущающий крутящий момент. Органы управления были не в силах справиться с этим возмущением, и ракета № 6Л потеряла устойчивость. На вопрос: «Почему ракета № 3Л не теряла устойчивости по крену до своей гибели по причине взрыва в хвостовой части на 50-й секунде?» – газодинамики отвечали: «Потому, что со старта ракета ушла с двумя выключенными двигателями. Возмущающий момент по крену был в пределах его возможной компенсации органами управления».
Истинный возмущающий момент относительно продольной оси удалось определить моделированием с помощью электронных машин. При этом в качестве исходных данных закладывались не расчеты газодинамиков, а данные телеметрических измерений, реально полученные в полете. Георгий Дегтяренко, Леонид Алексеев, Олег Воропаев, руководившие этой авральной работой в вычислительном центре Владимира Степанова, показали, что фактический возмущающий момент в несколько раз превышал максимально возможный управляющий, который развивали по крену управляющие сопла при их предельном отклонении.
Для устранения этого принципиального недостатка ракеты начиная с № 7Л для управления по крену (относительно продольной оси) были установлены четыре управляющих двигателя. Это была очень большая и авральная доработка. Конструкторскую задачу по выбору двигателей и разработке схемы их запуска, качания и включения в главные магистрали основных двигательных установок для питания компонентами выполняли двигателисты Мельникова, Соколова и Райкова. Рулевые машины для качания двигателей разработали рулевики Вильницкого и Шутенко.
Практически для первой ступени была заново разработана еще одна двигательная установка в составе четырех подвижных двигателей. Оригинальной особенностью этой новой двигательной установки было использование в качестве окислителя не жидкого кислорода, а «кислого» генераторного газа, отбираемого от газогенераторов основных двигателей. Это упрощало проблему зажигания.
На производстве с задачей изготовления этих специальных двигателей, узлов качания и сложной арматуры блестяще справилось агрегатно-двигательное производство нашего завода, которым долгое время руководил Вахтанг Вачнадзе, впоследствии занявший пост директора НПО «Энергия», а затем Алексей Борисенко, в дальнейшем ставший директором ЗЭМа.
На ракетах предыдущих трех пусков такой принципиально новой системы исполнительных органов не было. Нашим двигателистам и производству помогал опыт, полученный на рулевых камерах «семерки» и при разработке двигателей 8Д54 для блоков «Л» – 8К78 и 8Д58 для блока «Д». Но для управленцев Н1 этот канал предстояло обкатывать впервые.
Однако не только по этой причине вся система управления ракетой с № 7Л была принципиально новой.
С опозданием на пять лет относительно первых директивных сроков появилась БЦВМ «Бисер». Михаил Хитрик, главный теоретик фирмы Пилюгина, и наши главные ракетные динамики, выдававшие ему исходные данные, отказались от жесткого программного управления полетом, в котором строго регламентированы по времени все координаты, расход топлива, тяга двигателей, координаты их выключения в пространстве. Такие системы управления были на всех ракетах первых поколений до появления бортовых компьютеров.
– Никакой «свободы воли», – объяснял я студентам на лекциях. Для каждой секунды полета все параметры жестко заданы, нельзя отклоняться от таблицы стрельбы. С появлением БЦВМ появилась возможность «раскрепостить» ракеты, используя принципы так называемого терминального управления. В упрощенном виде это значит, что ракете разрешается полет с отклонениями внутри широкого коридора: лети как хочешь при условии, что полезный груз донесешь до цели с минимальным расходом топлива и минимальными отклонениями от точки цели.
Терминальное управление позволяло получить выигрыш в массе полезного груза. Чтобы управлять движением, в БЦВМ всю информацию с гиростабилизированных платформ и установленных на них измерителях ускорений отправляли по трем осям. Это был уже не «автомат стабилизации» в прежнем понимании, а система инерциальной навигации. Появление БЦВМ позволило упростить релейную автоматику управления всеми системами ракеты, переложив на микроэлектронные интегральные схемы решение сложных логических задач. В процесссе наземных испытаний при подготовке к полету и в полете с помощью БЦВМ стало возможным решать задачи диагностики, заменять отказавший прибор или участок схемы на резервные.
В составе комплекса Н1-Л3 № 7Л было два комплекта БЦВМ: один – на блоке «В» – третьей ступени ракеты-носителя и другой – на ЛОКе. Первая БЦВМ управляла тремя ступенями ракеты-носителя для выхода на опорную околоземную орбиту. Вторая, локовская, БЦВМ должна была управлять стартом с околоземной орбиты к Луне, полетом до Луны, облетом Луны и возвращением на Землю. БЦВМ были разработаны на серийных отечественных интегральных микросхемах «Тропа», изготавливаемых заводами Министерства электронной промышленности.
Новая система управления потребовала использования для испытаний ракеты нового испытательного оборудования, соответственно новых инструкций и переобучения испытателей. Во многом опыт, полученный при подготовке первых трех ракет, уже не мог использоваться. Во время наземных испытании ракеты не всегда удавалось определить причины сбоя или отказа выполнения программы. Эти сбои зачастую были причиной не отказа бортовой машины, а ошибок испытателей в процессе общения человек-машина.
В «домашинный век» человек, сидящий за пультом, чувствовал себя полным хозяином процесса испытаний. Теперь он должен был считаться с тем, что на борту космического корабля находится нечто, способное принимать решения по усмотрению разработчиков БЦВМ. Те, кто создавали электронную вычислительную машину, закладывали в нее программы и быстро находили с ней общий язык, забывали, что на полигоне с ней будут общаться новые люди, еще не освоившие всех тонкостей электронного «этикета».
Проблема человек-машина была новой и занимала много времени в процессе подготовки № 7Л.
На № 7Л была установлена новая фреоновая система пожаротушения и появилась вновь созданнная малогабаритная «аварийная» система телеметрии разработки ОКБ МЭИ. Алексей Богомолов очень гордился этой системой. Она позволила ОКБ МЭИ вернуть телеметрическую славу, которую они временно уступили НИИ-885. А всего все телеметрические системы Н1-Л3 № 7Л получали информацию от 13 000 датчиков.
В мае 1972 года я был в большом МИКе на заседании Госкомиссии, которое проводил Афанасьев. Мозжорин дал справку о трех предыдущих пусках Н1. Я в который уже раз докладывал о грехах системы КОРД и мероприятиях по ее защите от любых помех. В это время еще продолжались различные доработки блоков «А», «Б» и «В», предшествующие общей сборке в единую сверхтяжелую ракету.
«Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать». Исходя из этого древнего афоризма, я переоделся в кремовую рабочую спецовку и после проверки на отсутствие в карманах постронних предметов забрался в хвостовую часть ракеты – блок «А».
Общая высота ракеты составляла 105 метров. Из них на блок «А» приходилось 30 метров. По форме это был усеченный конус. Диаметр верхней окружности составлял 10,5 метров, а нижнего основания – 15,8 метров. Оказавшись внутри этого усеченного конуса под сферическим кислородным баком, я не почувствовал тесноты и удобно пристроился к турбонасосному агрегату одного из 30 двигателей.
Глядя на хвостовую часть ракеты снаружи, трудно себе было представить, что все увиденное внутри уместилось по окружности диаметром всего 15,8 метров.
Страх перед огнем заставил ввести пожарные перегородки, усилить термозащиту днища, обмотать асбестовой тканью жгуты кабелей, а приборы «одеть» в термозащитные «шубы».
Я пытался вообразить, что здесь творится при запуске всех 30 двигателей. Может быть, в одном из этих произведений инженерного искусства затаился, подобно мине, скрытый технологический дефект, который прервет полет гигантской ракеты.
Я вспомнил Германию апреля 1945 года. На стенах зданий, пригодных для использования штабами и службами тыла, кроме надписей типа «хозяйство полковника Фоменко» крупными неровными буквами было выведено: «Проверено, мин нет» – и стояла подпись саперного начальника. Проверкой на отсутствие технологических мин для блока «А» могло быть только его предварительное огневое технологическое испытание или, на худой конец, огневое испытание каждого из 30 двигателей с последующей его установкой без переборки. Так поступали американцы для «Сатурна-5». Этого требовал мой покойный товарищ Воскресенский, и от этого отказался наш общий и тоже покойный руководитель Королев. Нам предстояло при каждом полете Н1 идти по минному полю без миноискателя.
3а прошедшие годы не сделано чего-либо принципиально нового для безусловного исключения катастрофы, подобной той, что случилась с № 5Л. Нельзя исключить в сейсмоопасном районе возможности землетрясения. Можно только принять меры для уменьшения разрушений. Вот это мы и пытаемся делать. Трудно сообразить, что еще будет разрушено, если взорвется вот этот ТНА, у которого я так удобно пристроился. Сотни датчиков телеметрии, смонтированные во всех критических местах, дадут представление о вибрационных перегрузках, аккустическом шуме, в тысячи раз превосходящем предел человеческой выносливости. Датчики переведут на электрический язык давление в каждой камере сгорания, обороты турбин, температуры и давление в газогенераторах, зафиксируют открытие и закрытие каждого из сотен клапанов, покажут на какие углы поворачиваются электроприводы, изменяющие тяги перефирийных двигателей для угловой стабилизации, и электроприводы системы регулирования скорости, синхронно изменяющие тягу всех двигателей. По внутренней поверхности корпуса приклеены датчики температуры – наиболее достоверные свидетели возможного пожара в хвосте. Это они помогли установить истинную причину гибели первой летной Н1 № 3Л в 1969 году. Для подавления подобных пожаров было разработано еще одно радикальное нововведение – появились баллоны, клапаны, трубы и форсунки, из которых в хвостовую часть под большим давлением начнет вдуваться огнетушительный газ фреон.
Заглянувший в люк рабочий завода «Прогресс», увидев сидящего в раздумье постороннего начальника, не удержался и сказал: «Для отдыха место это плохо приспособлено. Самый трудоемкий отсек во всем изделии и самый трудный для контроля. Очень много было изменений».
Сколько же здесь всевозможных калибров трубочек и мощных трубопроводов, соединенных тысячами штуцеров с разнообразной арматурой и друг с другом!
Я сделал попытку сосчитать, сколько соединений приходится на один двигатель и его окрестности. Когда дошел до сотни, бросил. Значит, всего более 3000. Стоит одному оказаться негерметичным – утечка горячего «кислого» газа, керосина или кислорода и неминуем пожар. Вот тут должен спасти фреон. Это в том случае, если начался пожар. А что же система КОРД, на которую мы с товарищами затратили столько сил? За пять лет стендовой и летной эксплуатации вся аппаратура КОРДа доведена, наконец, до высокой надежности. С этим согласились все эксперты. Но ни двигателисты Кузнецова, ни эксперты не реагируют на наши заявления – заявления разработчиков КОРДа и системы электрической автоматики управления двигателями, что КОРД не способен спасти ракету при развитии процессов, разрушающих ТНА за сотые доли секунды.
Нечто инопланетное, неземное, заумно-сложное – такое впечатление должны произвести на свежего, непосвященного в нашу технику инженера интерьеры Н1, если бы удалось такового «поймать» на стороне и с завязанными глазами, чтобы не догадался, куда везут, доставить на полигон и затолкать в хвостовую часть.
И совсем трудно поверить, что весь этот макрокомплекс в полете управляется микроэлектронными схемами величиной с копейку. Микро– и макротехника гармонично соединились, чтобы проложить человеку путь к другим планетам.
Все 30 двигателей, объединенные на первой ступени ракеты в сложнейший по конструкции, динамике, электрическим схемам и логике работы комплекс мощностью в 50 миллионов лошадиных сил, будут полноценно испытаны только в полете, на который мы возлагаем столько надежд.
Изготавливали, монтировали, дорабатывали и переделывали этот блок «А» уже три года. А работать ему предстояло всего первые 112 секунд, если полет будет нормальным. Потом он отвалится от ракеты, передав эстафету блоку «Б», и упадет в степь, превратившись в бесформенную кучу металла. И станет заботой специальной команды, которая обязана для сохранения секретности превратить двигатели и крупные детали в мелкие осколки, а затем все зарыть в землю.
Такова горькая судьба одноразовых ракет-носителей. Вот почему вывод в космос каждого килограмма полезного груза обходится во многие тысячи долларов.
Недалеко от меня монтажник «Прогресса» доказывал контролеру, что согласно какому-то последнему извещению какой-то кабель переложен по более безопасному на случай взрыва ТНА пути. Они пришли к соглашению на формулировке: если опять рванет кислородный насос – никакая изоляция и перекладка кабеля не спасет.
Отрывая меня от неприлично долгих размышений, рабочий сказал: «Вот у меня есть пара ребят, учеников, они по секрету просили, чтобы я объяснил им что к чему в этой „комнате“ на предмет будущего полета к Луне. Я говорю, дураки, ведь вся эта халабуда отвалится и упадет на землю совсем недалеко. Все – в лепешку. Так они чуть не в слезы: обидно стало, что такой труд – и на сотню с небольшим секунд работы. А ребятам этим, между прочим, у нас в Куйбышеве еще много лет квартира не светит. В общежитии жить и жить. А тут вот один этот блок „А“ целой улицы многоквартирных домов стоит».
Это простое житейское соображение оторвало меня от размышлений по поводу величия нашей инженерной мысли.
Параллельно с работами в большом МИКе по трем ступеням ракеты-носителя в МИКе космических объектов на площадке «2Б» проводились доработки блоков «Г», «Д» и ЛОКа – всего того, что мы называли Л3. Здесь хозяином на правах заместителя директора ЗЭМа был Юрий Лыгин. Он месяцами безотлучно находился на полигоне, обеспечивая производственно-технологическую часть деятельности ЗЭМа, которую перенесли из Подлипок на Байконур. Несмотря на общие проблемы, связанные с производством космической техники в полигонных условиях, Лыгин неизменно излучал уверенность и оптимизм. На этот раз, однако, при встрече со мной он сказал: «Сколько сил мы тратим на подготовку этого полезного груза, а если честно признаться, никто у нас не верит, что Н1 вынесет его в космос».
Горизонтальные испытания пакета – всех трех соединенных друг с другом блоков «А», «Б» и «В» начались через месяц после описанной мною «отсидки» в блоке «А». Сразу появилились замечания по взаимным помехам систем и неустойчивой работы БЦВМ. Поиски и устранение ошибок затягивали испытания. 24 августа Н1 №7Л с полезным грузом – головным блоком Л3 – была вывезена на стартовую позицию.
Возвращаюсь к событиям сентября 1972 года. Прилетевший на полигон Афанасьев потребовал от Владимира Лапыгина, который замещал Пилюгина, детального отчета о причинах неустойчивой работы БЦВМ. Пилюгинские «машинисты» доказывали, что БЦВМ права: она обнаружила ложную электрическую связь со схемой включения противопожарной фреоновой системы. Перепаяли кабели. Повторили через три дня испытания, и БЦВМ вдруг начала работать по непонятной программе. Многократные перепроверки подтвердили наличие дефекта. Испытателям фирмы Пилюгина не хватало времени для сна. Почти всех пилюгинских испытателей я знал по прежним работам. Теперь я обратил внимание на Владимира Морозова, о котором мне сказали, что он живет не в гостинице, а у ракеты. В любое время суток его действительно можно было увидеть у испытательных пультов за разгадкой очередного ребуса, который загадывала БЦВМ.
Первую штатную БЦВМ по требованию разработчиков Дорофеев разрешил снять с борта стоящей на старте ракеты. Ее увезли в лабораторию входного контроля. Там наличие дефекта подтвердили. Там же за ночь вытащили электронные блоки из корпусов, выпаяли подозрительные каналы и впаяли новые, изъятые из такой же локовской БЦВМ. Для ЛОКа срочно затребовали еще одну БЦВМ из Москвы. Во время повторных испытании БЦВМ дала еще пару сбоев.
При повторных испытаниях кроме прочих неприятностей обнаружили обрыв в приборе, преобразующем команды БЦВМ в управляющие сигналы для рулевых приводов. Прибор именовался ВП53. Всего на борту их стояло 42. По заказу Пилюгина конструкторскую разработку и изготовление выполнял харьковский завод «Коммунар». Дефектный прибор через Москву улетел в Харьков. Через три дня пришел доклад из Харькова: в приборе обнаружен обрыв обмотки трансформатора. Решили проверить имеющиеся в запасе на полигоне другие приборы ВП53. В одном из них тоже обнаружили обрыв.
– Доложите Госкомиссии, – потребовал прилетевший на полигон Афанасьев.
На Госкомиссии Афанасьев задал Лапыгину вопрос не столько для себя, ответ он не раз уже слышал, когда бывал в НИИАПе, сколько для просвещения большого числа собравшихся военных и гражданских специалистов:
– Скажи, пожалуйста, зачем потребовалось после отработки системы на трех летных машинах в течение четырех лет все бросить ради БЦВМ? Теперь, когда ракету уже вывезли на старт, начинать отработку с нуля? И сколько же надо проводить комплексных испытаний, чтобы вытянуть все дефекты из БЦВМ?
Лапыгин спокойно доложил, что система управления с самого начала была рассчитана на использование двух бортовых машин: одной – для обслуживания трех ступеней ракеты-носителя, другой – на ЛОКе, для всего головного блока. Для первых летных Н1 № 3Л, № 5Л и № 6Л пришлось отказаться от БЦВМ в связи с большим отставанием электронной промышленности в отработке микросхем «Тропа». Последние дефекты явно случайные. Отказ был в БЦВМ, которая до этого прошла весь цикл в пролете № 4 монтажного корпуса, наработала на борту 110 часов. Первые автономные испытания начались еще 20 июля! На ней проведено 25 комплексных испытаний и 39 полных циклов, эквивалентных полету. А что касается приборов ВП53 – это надо спрашивать с Харькова. При исследовании дефекта на заводе «Коммунар» обнаружили непонятное позеленение обмотки трансформатора. Дефект второго прибора аналогичен. Харьковские специалисты утвержадают, что происходит химический процесс, при котором разрушается медная жила обмотки.
По поводу моей встречи с министром он сказал:
– Я имею полную информацию о состоянии дел в ОКБ-276. Несмотря на более-менее балгополучные испытания одиночных двигатели в Загорске, испытания ЭУ-15 и ЭУ-16, в блоке «А» я не уверен. Что ни говори, но из трех аварий две случились из-за двигательных систем. Кузнецов это понимает, и работа над многоразовым двигателем идет у него полным ходом. Я министру докладывал и даже советовал подождать новых двигателей. Не спешить с пуском! Но как это сделать, он пока не знает.
Ничего более утешительного Табаков сказать не мог.
Так я стал непосредственным участником подготовки к пуску Н1-Л3 № 7Л и последующего анализа последнего полета. Жалею ли я теперь о таком стечении обстоятельств? Пожалуй, нет. То, что случилось в полете, было уже предопределено, заложено заранее в двигательную установку задолго до подготовки ракеты на полигоне. Кто бы ни был на месте технического руководителя, он не способен был предотвратить то, что случилось в полете. Единственным средством избежать аварии Н1 №7Л могло быть только решение об отмене полета, прекращении летных испытаний. Но об этом ниже.
В сентябре 1972 года я прилетел на полигон в новом качестве. Дорофеев, Дегтяренко, Симакин, Гуцков и все остальные старожилы большого МИКа приняли меня дружелюбно. У нас с первого дня установились доверительные отношения и рабочий контакт. Дорофеев, уже не первый год руководивший испытаниями Н1, обеспечил отличные взаимоотношения и с военным руководством полигона, и с инженерным коллективом военных испытателей 6-го управления.
Руководившие испытаниями и многочисленными доработками Л3 Эмиль Бродский и Борис Филин при встрече не упустили возможности меня поддеть: «Что, Борис Евсеевич, вытащили вас с курорта „Подлипки-дачные“? Зато тут режим без выходных. Бумаг немного, но оперативки ежедневные. Скучать не дадут».
Ракета уже была вывезена на стартовую позицию, и там 30 августа начались первые предварительные испытания для отработки связей «земля» – «борт». Телеметрические записи испытаний преподносили одну неприятность за другой. На одном из совещаний технического руководства Александр Мрыкин [17]выступил с докладом, в котором были обобщены итоги летных испытаний предыдущих трех Н1. «По Н1 № 7Л испытания еще только начались, а мы уже имеем 17 серьезных замечаний по 17 приборам системы управления и свыше 100 – по системам телеметрических измерений, – заявил он. – При такой статистике следует более ответственно подумать о целесообразности пуска».
Кроме официальных многолюдных сборов технического руководства мы собирались в номере гостиницы узким составом, чтобы спокойно обсудить ход подготовки и определить главные задачи каждого руководителя на ближайшие дни. На одном из таких узких собраний прилетевший вместе со мной Анатолий Кириллов так охарактеризовал «общую диспозицию»:
– Земля, как известно, держится на трех китах. Наука в последние годы доказывает, что и без этих трех китов Земля со своей орбиты никуда не сорвется. А вот нам трех китов маловато. Мы со своей ракетой Н1 способны удержаться только на четырех. Первый кит – это головная организация – ЦКБЭМ. Она представлена здесь лучшими учениками Сергея Павловича. Второй кит – военные испытатели и все службы полигона. Этот кит набрался такого опыта, что на него можно смело опираться. Военные поддержат самые смелые предложения технического руководства. Все офицеры, связанные с Н1, давно мечтают выйти в люди, подобно тем, кто пускает пилотируемые корабли и ДОСы. Третий кит – производство и прежде всего куйбышевский завод «Прогресс». Народ там отличный и безотказный. Но надо навести порядок с проверкой всех доработок. По-моему, тут не всегда между первым и третьим китами полная ясность. Надеюсь, в этом деле Дмитрий Ильич Козлов нам поможет. Завтра он прилетает. Ну, и четвертый кит самый ненадежный – наши смежники. Вот на этого кита, по моему разумению, новому техническому руководителю и надо обратить особое внимание. На Н1 впервые стоят две бортовые вычислительные машины, впервые Н1 укомплектовали штатными блоками «Г» и «Д» и не совсем штатным ЛОКом. Там со смежниками столько проблем, что без личного вмешательства технического руководителя нам грозит постоянный срыв графика подготовки.
– Ты забыл пятого кита, – добавил я, – двигатели.
– Нет, не забыл. Боюсь, что двигатели – не тот кит, на котором мы держимся. Между министрами Афанасьевым и Дементьевым есть договоренность, что они лично обеспечат заключение о допуске к полету тех партий двигателей, которые отобраны для ЛКИ №7Л. На Н1 по всему пакету стоят, не считая лунного корабля, вместе с рулевыми 48 двигателей. На старте при необходимости можем заменить любой прибор. Но если потребуется замена какого-либо двигателя, это означает возвращение Н1 в МИК. Тогда пуск отодвинется на месяц, а то и больше.
Действительно, замена какого-либо прибора в процессе испытаний на технической позиции была делом обычным. Замена на старте была событием неприятным, но допустимым. Замена двигателей была сложной операцией, требовавшей заводских условий.
На одном из таких совещаний я попросил Дорофеева и Дегтяренко еще раз перечислить все, чем отличалась ракета №7Л от предыдущих. Хотя все доработки и были описаны в технических отчетах и я по мере возможности следил за ними в течение года, но когда в спокойной беседе мы подвели общий итог, то убедились, что четвертым пуском мы по существу начинаем летные испытания новой ракеты. Все три предыдущих пуска ракет № 3Л, № 5Л и № 6Л были аварийными. Первые два пуска фактически были огневыми испытаниями 30 двигательных установок первой ступени. Только на третьем пуске Н1 № 6Л мы впервые могли проверить динамику управления при исправно работающих всех двигателях первой ступени. И тут же нарвались на неустойчивость по крену. На 14-й секунде ракета закрутилась и после 50-й секунды «ушла за бугор». В этой аварии виноваты прежде всего газодинамики и консультирующие их ученые ЦНИИМаша и ЦАГИ.
Огневые струи 30 двигателей складывались в общий огневой факел так, что вокруг продольной оси ракеты создавался непредвиденный теоретиками и никакими расчетами возмущающий крутящий момент. Органы управления были не в силах справиться с этим возмущением, и ракета № 6Л потеряла устойчивость. На вопрос: «Почему ракета № 3Л не теряла устойчивости по крену до своей гибели по причине взрыва в хвостовой части на 50-й секунде?» – газодинамики отвечали: «Потому, что со старта ракета ушла с двумя выключенными двигателями. Возмущающий момент по крену был в пределах его возможной компенсации органами управления».
Истинный возмущающий момент относительно продольной оси удалось определить моделированием с помощью электронных машин. При этом в качестве исходных данных закладывались не расчеты газодинамиков, а данные телеметрических измерений, реально полученные в полете. Георгий Дегтяренко, Леонид Алексеев, Олег Воропаев, руководившие этой авральной работой в вычислительном центре Владимира Степанова, показали, что фактический возмущающий момент в несколько раз превышал максимально возможный управляющий, который развивали по крену управляющие сопла при их предельном отклонении.
Для устранения этого принципиального недостатка ракеты начиная с № 7Л для управления по крену (относительно продольной оси) были установлены четыре управляющих двигателя. Это была очень большая и авральная доработка. Конструкторскую задачу по выбору двигателей и разработке схемы их запуска, качания и включения в главные магистрали основных двигательных установок для питания компонентами выполняли двигателисты Мельникова, Соколова и Райкова. Рулевые машины для качания двигателей разработали рулевики Вильницкого и Шутенко.
Практически для первой ступени была заново разработана еще одна двигательная установка в составе четырех подвижных двигателей. Оригинальной особенностью этой новой двигательной установки было использование в качестве окислителя не жидкого кислорода, а «кислого» генераторного газа, отбираемого от газогенераторов основных двигателей. Это упрощало проблему зажигания.
На производстве с задачей изготовления этих специальных двигателей, узлов качания и сложной арматуры блестяще справилось агрегатно-двигательное производство нашего завода, которым долгое время руководил Вахтанг Вачнадзе, впоследствии занявший пост директора НПО «Энергия», а затем Алексей Борисенко, в дальнейшем ставший директором ЗЭМа.
На ракетах предыдущих трех пусков такой принципиально новой системы исполнительных органов не было. Нашим двигателистам и производству помогал опыт, полученный на рулевых камерах «семерки» и при разработке двигателей 8Д54 для блоков «Л» – 8К78 и 8Д58 для блока «Д». Но для управленцев Н1 этот канал предстояло обкатывать впервые.
Однако не только по этой причине вся система управления ракетой с № 7Л была принципиально новой.
С опозданием на пять лет относительно первых директивных сроков появилась БЦВМ «Бисер». Михаил Хитрик, главный теоретик фирмы Пилюгина, и наши главные ракетные динамики, выдававшие ему исходные данные, отказались от жесткого программного управления полетом, в котором строго регламентированы по времени все координаты, расход топлива, тяга двигателей, координаты их выключения в пространстве. Такие системы управления были на всех ракетах первых поколений до появления бортовых компьютеров.
– Никакой «свободы воли», – объяснял я студентам на лекциях. Для каждой секунды полета все параметры жестко заданы, нельзя отклоняться от таблицы стрельбы. С появлением БЦВМ появилась возможность «раскрепостить» ракеты, используя принципы так называемого терминального управления. В упрощенном виде это значит, что ракете разрешается полет с отклонениями внутри широкого коридора: лети как хочешь при условии, что полезный груз донесешь до цели с минимальным расходом топлива и минимальными отклонениями от точки цели.
Терминальное управление позволяло получить выигрыш в массе полезного груза. Чтобы управлять движением, в БЦВМ всю информацию с гиростабилизированных платформ и установленных на них измерителях ускорений отправляли по трем осям. Это был уже не «автомат стабилизации» в прежнем понимании, а система инерциальной навигации. Появление БЦВМ позволило упростить релейную автоматику управления всеми системами ракеты, переложив на микроэлектронные интегральные схемы решение сложных логических задач. В процесссе наземных испытаний при подготовке к полету и в полете с помощью БЦВМ стало возможным решать задачи диагностики, заменять отказавший прибор или участок схемы на резервные.
В составе комплекса Н1-Л3 № 7Л было два комплекта БЦВМ: один – на блоке «В» – третьей ступени ракеты-носителя и другой – на ЛОКе. Первая БЦВМ управляла тремя ступенями ракеты-носителя для выхода на опорную околоземную орбиту. Вторая, локовская, БЦВМ должна была управлять стартом с околоземной орбиты к Луне, полетом до Луны, облетом Луны и возвращением на Землю. БЦВМ были разработаны на серийных отечественных интегральных микросхемах «Тропа», изготавливаемых заводами Министерства электронной промышленности.
Новая система управления потребовала использования для испытаний ракеты нового испытательного оборудования, соответственно новых инструкций и переобучения испытателей. Во многом опыт, полученный при подготовке первых трех ракет, уже не мог использоваться. Во время наземных испытании ракеты не всегда удавалось определить причины сбоя или отказа выполнения программы. Эти сбои зачастую были причиной не отказа бортовой машины, а ошибок испытателей в процессе общения человек-машина.
В «домашинный век» человек, сидящий за пультом, чувствовал себя полным хозяином процесса испытаний. Теперь он должен был считаться с тем, что на борту космического корабля находится нечто, способное принимать решения по усмотрению разработчиков БЦВМ. Те, кто создавали электронную вычислительную машину, закладывали в нее программы и быстро находили с ней общий язык, забывали, что на полигоне с ней будут общаться новые люди, еще не освоившие всех тонкостей электронного «этикета».
Проблема человек-машина была новой и занимала много времени в процессе подготовки № 7Л.
На № 7Л была установлена новая фреоновая система пожаротушения и появилась вновь созданнная малогабаритная «аварийная» система телеметрии разработки ОКБ МЭИ. Алексей Богомолов очень гордился этой системой. Она позволила ОКБ МЭИ вернуть телеметрическую славу, которую они временно уступили НИИ-885. А всего все телеметрические системы Н1-Л3 № 7Л получали информацию от 13 000 датчиков.
В мае 1972 года я был в большом МИКе на заседании Госкомиссии, которое проводил Афанасьев. Мозжорин дал справку о трех предыдущих пусках Н1. Я в который уже раз докладывал о грехах системы КОРД и мероприятиях по ее защите от любых помех. В это время еще продолжались различные доработки блоков «А», «Б» и «В», предшествующие общей сборке в единую сверхтяжелую ракету.
«Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать». Исходя из этого древнего афоризма, я переоделся в кремовую рабочую спецовку и после проверки на отсутствие в карманах постронних предметов забрался в хвостовую часть ракеты – блок «А».
Общая высота ракеты составляла 105 метров. Из них на блок «А» приходилось 30 метров. По форме это был усеченный конус. Диаметр верхней окружности составлял 10,5 метров, а нижнего основания – 15,8 метров. Оказавшись внутри этого усеченного конуса под сферическим кислородным баком, я не почувствовал тесноты и удобно пристроился к турбонасосному агрегату одного из 30 двигателей.
Глядя на хвостовую часть ракеты снаружи, трудно себе было представить, что все увиденное внутри уместилось по окружности диаметром всего 15,8 метров.
Страх перед огнем заставил ввести пожарные перегородки, усилить термозащиту днища, обмотать асбестовой тканью жгуты кабелей, а приборы «одеть» в термозащитные «шубы».
Я пытался вообразить, что здесь творится при запуске всех 30 двигателей. Может быть, в одном из этих произведений инженерного искусства затаился, подобно мине, скрытый технологический дефект, который прервет полет гигантской ракеты.
Я вспомнил Германию апреля 1945 года. На стенах зданий, пригодных для использования штабами и службами тыла, кроме надписей типа «хозяйство полковника Фоменко» крупными неровными буквами было выведено: «Проверено, мин нет» – и стояла подпись саперного начальника. Проверкой на отсутствие технологических мин для блока «А» могло быть только его предварительное огневое технологическое испытание или, на худой конец, огневое испытание каждого из 30 двигателей с последующей его установкой без переборки. Так поступали американцы для «Сатурна-5». Этого требовал мой покойный товарищ Воскресенский, и от этого отказался наш общий и тоже покойный руководитель Королев. Нам предстояло при каждом полете Н1 идти по минному полю без миноискателя.
3а прошедшие годы не сделано чего-либо принципиально нового для безусловного исключения катастрофы, подобной той, что случилась с № 5Л. Нельзя исключить в сейсмоопасном районе возможности землетрясения. Можно только принять меры для уменьшения разрушений. Вот это мы и пытаемся делать. Трудно сообразить, что еще будет разрушено, если взорвется вот этот ТНА, у которого я так удобно пристроился. Сотни датчиков телеметрии, смонтированные во всех критических местах, дадут представление о вибрационных перегрузках, аккустическом шуме, в тысячи раз превосходящем предел человеческой выносливости. Датчики переведут на электрический язык давление в каждой камере сгорания, обороты турбин, температуры и давление в газогенераторах, зафиксируют открытие и закрытие каждого из сотен клапанов, покажут на какие углы поворачиваются электроприводы, изменяющие тяги перефирийных двигателей для угловой стабилизации, и электроприводы системы регулирования скорости, синхронно изменяющие тягу всех двигателей. По внутренней поверхности корпуса приклеены датчики температуры – наиболее достоверные свидетели возможного пожара в хвосте. Это они помогли установить истинную причину гибели первой летной Н1 № 3Л в 1969 году. Для подавления подобных пожаров было разработано еще одно радикальное нововведение – появились баллоны, клапаны, трубы и форсунки, из которых в хвостовую часть под большим давлением начнет вдуваться огнетушительный газ фреон.
Заглянувший в люк рабочий завода «Прогресс», увидев сидящего в раздумье постороннего начальника, не удержался и сказал: «Для отдыха место это плохо приспособлено. Самый трудоемкий отсек во всем изделии и самый трудный для контроля. Очень много было изменений».
Сколько же здесь всевозможных калибров трубочек и мощных трубопроводов, соединенных тысячами штуцеров с разнообразной арматурой и друг с другом!
Я сделал попытку сосчитать, сколько соединений приходится на один двигатель и его окрестности. Когда дошел до сотни, бросил. Значит, всего более 3000. Стоит одному оказаться негерметичным – утечка горячего «кислого» газа, керосина или кислорода и неминуем пожар. Вот тут должен спасти фреон. Это в том случае, если начался пожар. А что же система КОРД, на которую мы с товарищами затратили столько сил? За пять лет стендовой и летной эксплуатации вся аппаратура КОРДа доведена, наконец, до высокой надежности. С этим согласились все эксперты. Но ни двигателисты Кузнецова, ни эксперты не реагируют на наши заявления – заявления разработчиков КОРДа и системы электрической автоматики управления двигателями, что КОРД не способен спасти ракету при развитии процессов, разрушающих ТНА за сотые доли секунды.
Нечто инопланетное, неземное, заумно-сложное – такое впечатление должны произвести на свежего, непосвященного в нашу технику инженера интерьеры Н1, если бы удалось такового «поймать» на стороне и с завязанными глазами, чтобы не догадался, куда везут, доставить на полигон и затолкать в хвостовую часть.
И совсем трудно поверить, что весь этот макрокомплекс в полете управляется микроэлектронными схемами величиной с копейку. Микро– и макротехника гармонично соединились, чтобы проложить человеку путь к другим планетам.
Все 30 двигателей, объединенные на первой ступени ракеты в сложнейший по конструкции, динамике, электрическим схемам и логике работы комплекс мощностью в 50 миллионов лошадиных сил, будут полноценно испытаны только в полете, на который мы возлагаем столько надежд.
Изготавливали, монтировали, дорабатывали и переделывали этот блок «А» уже три года. А работать ему предстояло всего первые 112 секунд, если полет будет нормальным. Потом он отвалится от ракеты, передав эстафету блоку «Б», и упадет в степь, превратившись в бесформенную кучу металла. И станет заботой специальной команды, которая обязана для сохранения секретности превратить двигатели и крупные детали в мелкие осколки, а затем все зарыть в землю.
Такова горькая судьба одноразовых ракет-носителей. Вот почему вывод в космос каждого килограмма полезного груза обходится во многие тысячи долларов.
Недалеко от меня монтажник «Прогресса» доказывал контролеру, что согласно какому-то последнему извещению какой-то кабель переложен по более безопасному на случай взрыва ТНА пути. Они пришли к соглашению на формулировке: если опять рванет кислородный насос – никакая изоляция и перекладка кабеля не спасет.
Отрывая меня от неприлично долгих размышений, рабочий сказал: «Вот у меня есть пара ребят, учеников, они по секрету просили, чтобы я объяснил им что к чему в этой „комнате“ на предмет будущего полета к Луне. Я говорю, дураки, ведь вся эта халабуда отвалится и упадет на землю совсем недалеко. Все – в лепешку. Так они чуть не в слезы: обидно стало, что такой труд – и на сотню с небольшим секунд работы. А ребятам этим, между прочим, у нас в Куйбышеве еще много лет квартира не светит. В общежитии жить и жить. А тут вот один этот блок „А“ целой улицы многоквартирных домов стоит».
Это простое житейское соображение оторвало меня от размышлений по поводу величия нашей инженерной мысли.
Параллельно с работами в большом МИКе по трем ступеням ракеты-носителя в МИКе космических объектов на площадке «2Б» проводились доработки блоков «Г», «Д» и ЛОКа – всего того, что мы называли Л3. Здесь хозяином на правах заместителя директора ЗЭМа был Юрий Лыгин. Он месяцами безотлучно находился на полигоне, обеспечивая производственно-технологическую часть деятельности ЗЭМа, которую перенесли из Подлипок на Байконур. Несмотря на общие проблемы, связанные с производством космической техники в полигонных условиях, Лыгин неизменно излучал уверенность и оптимизм. На этот раз, однако, при встрече со мной он сказал: «Сколько сил мы тратим на подготовку этого полезного груза, а если честно признаться, никто у нас не верит, что Н1 вынесет его в космос».
Горизонтальные испытания пакета – всех трех соединенных друг с другом блоков «А», «Б» и «В» начались через месяц после описанной мною «отсидки» в блоке «А». Сразу появилились замечания по взаимным помехам систем и неустойчивой работы БЦВМ. Поиски и устранение ошибок затягивали испытания. 24 августа Н1 №7Л с полезным грузом – головным блоком Л3 – была вывезена на стартовую позицию.
Возвращаюсь к событиям сентября 1972 года. Прилетевший на полигон Афанасьев потребовал от Владимира Лапыгина, который замещал Пилюгина, детального отчета о причинах неустойчивой работы БЦВМ. Пилюгинские «машинисты» доказывали, что БЦВМ права: она обнаружила ложную электрическую связь со схемой включения противопожарной фреоновой системы. Перепаяли кабели. Повторили через три дня испытания, и БЦВМ вдруг начала работать по непонятной программе. Многократные перепроверки подтвердили наличие дефекта. Испытателям фирмы Пилюгина не хватало времени для сна. Почти всех пилюгинских испытателей я знал по прежним работам. Теперь я обратил внимание на Владимира Морозова, о котором мне сказали, что он живет не в гостинице, а у ракеты. В любое время суток его действительно можно было увидеть у испытательных пультов за разгадкой очередного ребуса, который загадывала БЦВМ.
Первую штатную БЦВМ по требованию разработчиков Дорофеев разрешил снять с борта стоящей на старте ракеты. Ее увезли в лабораторию входного контроля. Там наличие дефекта подтвердили. Там же за ночь вытащили электронные блоки из корпусов, выпаяли подозрительные каналы и впаяли новые, изъятые из такой же локовской БЦВМ. Для ЛОКа срочно затребовали еще одну БЦВМ из Москвы. Во время повторных испытании БЦВМ дала еще пару сбоев.
При повторных испытаниях кроме прочих неприятностей обнаружили обрыв в приборе, преобразующем команды БЦВМ в управляющие сигналы для рулевых приводов. Прибор именовался ВП53. Всего на борту их стояло 42. По заказу Пилюгина конструкторскую разработку и изготовление выполнял харьковский завод «Коммунар». Дефектный прибор через Москву улетел в Харьков. Через три дня пришел доклад из Харькова: в приборе обнаружен обрыв обмотки трансформатора. Решили проверить имеющиеся в запасе на полигоне другие приборы ВП53. В одном из них тоже обнаружили обрыв.
– Доложите Госкомиссии, – потребовал прилетевший на полигон Афанасьев.
На Госкомиссии Афанасьев задал Лапыгину вопрос не столько для себя, ответ он не раз уже слышал, когда бывал в НИИАПе, сколько для просвещения большого числа собравшихся военных и гражданских специалистов:
– Скажи, пожалуйста, зачем потребовалось после отработки системы на трех летных машинах в течение четырех лет все бросить ради БЦВМ? Теперь, когда ракету уже вывезли на старт, начинать отработку с нуля? И сколько же надо проводить комплексных испытаний, чтобы вытянуть все дефекты из БЦВМ?
Лапыгин спокойно доложил, что система управления с самого начала была рассчитана на использование двух бортовых машин: одной – для обслуживания трех ступеней ракеты-носителя, другой – на ЛОКе, для всего головного блока. Для первых летных Н1 № 3Л, № 5Л и № 6Л пришлось отказаться от БЦВМ в связи с большим отставанием электронной промышленности в отработке микросхем «Тропа». Последние дефекты явно случайные. Отказ был в БЦВМ, которая до этого прошла весь цикл в пролете № 4 монтажного корпуса, наработала на борту 110 часов. Первые автономные испытания начались еще 20 июля! На ней проведено 25 комплексных испытаний и 39 полных циклов, эквивалентных полету. А что касается приборов ВП53 – это надо спрашивать с Харькова. При исследовании дефекта на заводе «Коммунар» обнаружили непонятное позеленение обмотки трансформатора. Дефект второго прибора аналогичен. Харьковские специалисты утвержадают, что происходит химический процесс, при котором разрушается медная жила обмотки.