Наши проектанты, глубоко осознав горький опыт создания ракеты H1, когда без достаточного числа наземных испытаний перешли к летным испытаниям, создали целую комплексную программу экспериментальной отработки новой ракеты.
Программа состояла из трех этапов. На первом этапе отрабатывались процессы, связанные с заправкой ракеты топливом. На втором проводились огневые испытания на экспериментальных установках, а на третьем - испытания, подтверждающие результаты летных и собственно летно-кон-структорские испытания. От качества испытания на отдельных установках (а их было сотни) зависел успех заключительного испытания
Предстоял огромный объем наземных испытательных работ. Но чтобы дойти до них, необходимо было изготовить объекты испытаний и экспериментальные установки.
Головным заводом по изготовлению, сборке и испытанию ракеты был определен Куйбышевский завод «Прогресс», которым руководил Анатолий Алексеевич Чижов и на котором трудились и трудятся более тридцати тысяч человек. Филиал завода находился и на Байконуре.
Завод «Прогресс» берет свое начало с московского завода «Дукс», основанного в 1893 г. и специализировавшегося на выпуске велосипедов, мотоциклов, автомобилей, аэросаней, железнодорожных дрезин. В XX в. на этом заводе начинается выпуск французских самолетов - их было построено более двух тысяч. Во время советской власти это Государственный авиационный завод №1, который до Великой отечественной войны выпустил более шестнадцати различных типов самолетов.
В 1941 г. завод эвакуирован из Москвы в Куйбышев. Уже в декабре на новой площадке было выпущено три штурмовика «ИЛ-2» и 27 истребителей «МИГ-3». Всего за годы войны на заводе было построено 17275 самолетов! Это примерно 17 самолетов в день. Вдумайтесь в эту цифру - 17 самолетов в день.
В 1946 г. освоен выпуск реактивного самолета-истребителя. 1958 г. - начало выпуска ракетно-космической техники. Это сюда передается серийное производство ракеты Р-7, модификация которой выпускается и в настоящее время. Этот завод изготавливал и Лунную суперракету, и не вина рабочих, что она не полетела. Ведь все, что требовалось сделать, испытать по документации Главного конструктора, они делали с честью. Даже после закрытия темы они по-хозяйски обошлись с остатками материальной части, используя их под гаражи, беседки, водоотводы и т.д.
Горько и больно переживал завод закрытие Лунной программы, и, случись это в наше время, вряд ли рабочие согласились бы участвовать в создании новой суперракеты. Но во времена социализма и плановой экономики Постановлением Правительства им поручают изготовление «бурановской» ракеты.
Безусловно, нужна реорганизация производства. Специально под сборку центрального блока строится громадный корпус, размеры которого поражают даже кадровых рабочих. Ведь именно в этом корпусе нужно согнуть, отфрезеровать отдельные лепестки топливных баков, изготовить шпангоуты, сварить баки, нанести теплоизоляцию, и это при длине водородного бака 40 м и диаметре около 8 м. Чтобы представить себе этот диаметр, достаточно заглянуть в туннель метро: он равен примерно 6 м.
Но изготовить баки - это еще полдела. Нужно их еще испытать на статическом стенде на прочность и на специальном стенде - при низких криогенных температурах. Значит, и стенды должны быть соответствующих размеров. Работа предстоит большая, и все это ложится на плечи главного инженера В.Н. Ментюкова. Поджимавшие сроки, ежедневный отчет министру, сбои в поставкax, осложнения с вводом оборудования - и все это на одного щупленького главного инженера. Только хорошая эрудиция и воля помогли ему выстоять.
Межбаковый отсек второй ступени ракеты-носителя «Энергия» на монтажно-сварочном оборудовании во время стыковки с баком окислителя
Бак окислителя второй ступени ракеты-носителя «Энергия» в монтажно-стыковочном стенде, обеспечивающем сборку верхнего полублока
Стапель для сборки-сварки меридиональных швов сферических днищ
При создании ракеты H1, изготовление которой шло, как я уже говорил, на том же заводе, в Куйбышеве уже существовал специализированный филиал ЦКБ ЭМ. Этот небольшой коллектив занимался решением всех вопросов, связанных с организацией серийного производства ракеты Р-7 на заводе «Прогресс». Его возглавил Дмитрий Ильич Козлов, ранее работавший у С.П. Королева в ОКБ-1 ведущим конструктором по этой ракете. Впоследствии КБ значительно расширилось и, кроме сопровождения серийного изготовления ракет, стало разработчиком национальных средств космического контроля. Дошла очередь и до ракеты «Энергия» Вот тут-то и сказалась, как я ее называю, психологическая травма. Не мог коллектив ее побороть после неудач с H1. Д.И. Козлов сделал упор на разработку самостоятельного направления и курировании находящейся в производстве ракеты Р-7, а об участии в создании МКС «Буран» и слышать не хотел. Он просто не верил, что можно решить такую сложную техническую задачу.
Даже после успеха первых пусков Дмитрий Ильич «кричал» на всех уровнях теперь уже о бесполезности ее создания. Но не думаю, чтобы он тогда не понимал военно-политической обстановки.
Пришлось вновь организовывать филиал конструкторского бюро. За это и взялся Борис Георгиевич Пензин. В НПО «Энергия» создается Волжский филиал. Это позже филиал, насчитывающий чуть более тысячи человек, выпустил всю конструкторскую документацию на вторую ступень. Объем документации был такой, что и две ракеты «Энергия» вряд ли смогли бы оторвать ее от земли. А поначалу народу было всего-то около 300 человек.
Подбираются «прочнисты». Это на их долю ложится проведение бесчисленного множества расчетов и испытаний. Ох уж эти прочностные сборки, получившие свое обозначение 2И. Всего их было более тридцати: нагружали, давили, ломали - и только для того, чтобы проверить правильность выбранных решений. Отдельные сборки отправлялись на испытания в Центральный научно-исследовательский институт машиностроения (ЦНИИмаш) - головное предприятие отрасли, выдающее окончательное заключение о прочности.
Сентябрь 1984 г. - 10 лет со дня образования Волжского филиала. На переднем плане Н.И. Румянцев, Б.Г. Пензин
Изготавливали в Куйбышеве, а испытывали в Подмосковье. Вроде ничего особенного, но вспомните габариты! Железной дорогой не воспользуешься, самолетом не довезешь, остается речной транспорт. Строится специальная баржа. Она потом служила и для отправки орбитального корабля с завода-изготовителя в Тушине на испытания в Жуковский. Но баржа не смогла доплыть до испытательных стендов. Обратились к вертолетчикам. Попросили их перебросить испытательные емкости из подмосковного Пестовского водохранилища на приемные площадки ЦНИИмаша. Так, к изумлению жителей подмосковного Калининграда, над их головами огромные вертолеты «МИ-10» на внешней подвеске проносят не менее масштабные емкости. Кажется, ничего необычного. Но для этого тогда приходилось решать множество организационных вопросов и летчикам, и речникам, и совхозникам, на чьей земле была организована приемная площадка, и испытателям по расширению въездных ворот и т.д.
Нужно сказать, что куйбышевские «прочнисты» во главе с А.В. Андреевым были людьми упорными, даже упрямыми. Они имели хорошую поддержку главного конструктора Б.И. Губанова. На все вопросы сверху, нельзя ли для сокращения сроков обойтись без этих испытаний, отвечали: «Нет». Часто по указаниям министерства проводились ревизии заложенных в конструкторскую документацию решений. Комиссии следуют одна за другой. А «прочнисты» прочно стоят на своем.
На одном только примере испытаний каркасных отсеков в ЦНИИмаше я старался показать, какую уйму разнообразных вопросов приходилось решать. А ведь то же самое происходило с каждой сборкой.
А как чувствовали себя конструкторы баковых и каркасных отсеков, арматуры?! Приезжая в Куйбышев, видишь, что, кроме выпуска непосредственно чертежей, они еще и днюют и ночуют в цехах, оперативно решая возникающие производственные вопросы. Хороший организатор и, как у нас говорят, технарь П.И. Кирсанов не щадил ни себя, ни других. Работали все самоотверженно, ответственно. Позже С.А. Петренко, разработчик кислородной арматуры, рассказал об одном начальнике группы.
Как-то подойдя к проходной, он встретил его курящим одну сигарету за другой. На вопрос, что случилось, сотрудник ответил, что идет в отдел кадров увольняться. Весь словно комок нервов.
- Расскажи подробнее, - попросил Станислав Александрович.
- Я сделал ошибку.
Перегрузка сборок 2И с баржи для транспортирования вертолетом на базу прочностных испытаний
- Какую?
- Перепутал штуцера на пневмощите.
- Каком?
Тот назвал номер. Каждый элемент в ракете имеет свое обозначение.
- Я перепутал вход с выходом.
Дефект был действительно серьезным.
- Как это произошло?
- Не знаю. Доверился технику. Увидел уже в металле.
- Подожди, не волнуйся. Никуда не ходи, а пошли на работу. Там разберемся.
- Не пойду.
- Кончай дурить! Пошли.
Сразу в цех, посмотрели на пневмощит. Ошибка была налицо. Вечером щит должен быть отправлен на полигон на сборку. Задержка на сутки - скандал.
Позвали разработчиков пневмосхемы. Стали вместе думать, как быть. Нашли выход. Учитывая, что входная и выходная магистраль имела внутри только обратный клапан, решили поменять подводящие магистрали, а клапан взять под особый контроль.
Специально рассказываю об этом случае, чтобы дать хотя бы немного почувствовать обстановку и настрой, которые царили в конструкторских отделах.
Испытательных служб в филиале было две. Одна занималась испытаниями экспериментальных установок и контрольными испытаниями баковых систем (Э.Н. Щербак), вторая - электропневмоиспытаниями штатного изделия (А.А. Маркин). Чувство ответственности в обоих подразделениях было велико: ведь они выпускали в полет штатные изделия.
Головному конструкторскому бюро НПО «Энергия», которое разрабатывало проект системы, требовалось вовремя снабжать Волжский филиал необходимыми исходными данными для выпуска рабочей документации. Приходилось передавать им результаты баллистических расчетов, сообщать обо всех видах нагрузок и особенностях аэродинамического воздействия, выдавать данные тепловых и газодинамических расчетов, обеспечивать все виды связи двигателей с конструкциями блока, определять требования к размещению аппаратуры управления и измерения, сообщать результаты расчетов и требования к элементам разделения. А.Г. Решетин, А.А. Жидяев тщательно следили за этим.
Особое внимание, как у нас в ГКБ, так и в Волжском филиале, и на заводе «Прогресс», уделялось теплоизоляции баков и трубопроводов. Какой ее состав, как наносить? Все это было новым. В.И. Рыжикову пришлось попотеть не один месяц в цехах завода.
Это была одна из самых серьезных проблем. Ее суть заключается в том, что температура жидкого водорода - 253°С, на 60° ниже температуры жидкого воздуха. Это значит, что если в бак заливается жидкий водород, то по стенкам его снаружи будет стекать жидкий воздух, который через некоторое время превратится в лед. А что будет твориться внутри сосуда? К налитому в бак жидкому водороду пойдут мощные тепловые потоки. Это все равно, что плотно закрытую кастрюлю с водой обернуть разогретой спиралью. Начнется кипение, поднимется давление, и сосуд разорвет.
А теперь представим наш водородный бак из вафельных тонкостенных обечаек. Его диаметр около 8 м (это на 2 м больше диаметра тоннеля в метро), а еще длина около 40 м. В такой бак можно залить столько жидкости, что на каждого жителя Москвы хватит по стакану. Заполненый жидким водородом, бак представляет огромную опасность. Если он взорвется, то это будет эквивалентно взрыву 300 т тринитротолуола - пять железнодорожных вагонов!
Безусловно, первое, что здесь просится, - это изолировать бак от внешней среды, да так, чтобы теплопритоки были минимальными. Однако большая толщина, а следовательно, и масса теплоизоляции сокращает выводимый полезный груз на орбиту. Значит, материал теплоизоляции должен быть таким, чтобы обеспечить ее высокую эффективность при небольших толщинах. Теплоизоляция должна хорошо приклеиваться к баку, быть эластичной, т. е. вместе с металлом бака растягиваться и сжиматься, ведь при заправке от температурных перепадов водородный бак изменяет свои размеры по длине почти на 0,5 м. Необходимо также, чтобы нанесенная теплоизоляция выдерживала несколько циклов заправки и слива водорода из бака.
Существующих материалов для изоляции подобрать не удалось. Вот и поставили перед химиками задачу - создать нужный материал. Он существовал у американцев - на Шаттле аналогичная картина. Но система создавалась у нас в стране, и, как всегда в ракетной технике, основное условие - в разрабатываемой системе должны применяться только отечественные материалы. А это приводило к тому, что надо не только изобрести состав теплоизоляционного материала с нужными свойствами, но и организовать его промышленное производство.
Состав был найден, довольно легкий, в меру эластичный, технологичный. Он получил название «Рипор». Достаточно было нанести на поверхность бака слой в 30 мм, как достигались необходимые условия хранения. Но как его нанести на поверхность бака?
Создан ряд специальных экспериментальных установок, от отдельного образца до моделирующего бака, на которых проведены сотни экспериментов по нанесению теплоизоляции. Даны также рекомендации по ремонту и дефектации изоляции. А как наносить такую изоляцию на реальный громадный бак? Ведь толщина ее должна составлять всего 30 мм, а допуск в 1 мм, заложенный нашими проектантами, был достаточно жестким.
Вначале попытались клеить теплоизоляцию в виде отдельных матов, но получалось неровно, коряво и со щелями между плит. Пришлось на заводе «Прогресс» создать специальный станок. В него устанавливали полностью собранный бак и вращали. Вдоль бака двигалась каретка, напылявшая теплоизоляцию, следом двигалась вторая - с резцом, который протачивал это 8-метровое «бревно» длиной 40 м до заданных размеров. Так смогли выполнить нужные требования.
Сложнее было с нанесением теплоизоляции на трубопроводы. Механизировать этот процесс не удалось, поэтому пришлось создавать специальные бригады, которые вручную наносили изоляцию, срезая лишнее обыкновенными большими ножами.
Баки готовы, каркасы склепаны, нужно все это доставить на Байконур. Было перебрано много различных способов доставки столь крупногабаритных грузов: и водный, и сухопутный. Но пришли к выводу, что наиболее целесообразным будет воздушный. Существующие самолеты не могли справиться с этим. В.П. Глушко связывается с O.K. Антоновым и просит разработать для многоразовой системы специальный самолет. O.K. Антонов дает согласие. Так, к Постановлению о создании МКС «Буран» добавляется Постановление на разработку в рамках этой системы нового самолета, сначала АН-124, а затем АН-225, шестидвигательного, способного поднять в воздух груз около 100 т. Разработка самолета-гиганта и МКС «Буран» по срокам и техническим проблемам практически соизмеримы.
А что делать сейчас? Проработали вариант транспортировки крупногабаритных грузов на базе самолета 3М конструкции В.М. Мясищева, который получил обозначение 3МТ.
Почему именно этот самолет? Ведь он был сдан в эксплуатацию в 1953 г. как стратегический бомбардировщик. Не устарел ли он?
Анализ показал, что на своем «горбу» он сможет перевести груз около 45 т. При этом летные качества снизятся на 40%, но останутся вполне приемлемыми, и если сравнивать с орбитальным кораблем, даже почти в три раза выше. Расположение груза над фюзеляжем требовало не только раздвинуть вертикальное оперение, но и удлинить сам фюзеляж. В рекордно короткие сроки самолет был доработан на заводе им. М.В. Хруничева и экспериментальном машиностроительном заводе. Многочисленные продувки в аэродинамических трубах подтвердили правильность выбранного пути. ЦАГИ проводит и его прочностные испытания. Подготовка закончена. Необходимы летные тренировки.
А сколько было сомнений в применении этого самолета для перевозки крупногабаритных грузов! Самолет с фюзеляжем диаметром 3 м, транспортирующий водородный бак диаметром 8 м, выглядел муравьем, несущим большое яйцо.
Руководитель ЦАГИ Г.П. Свищев, посмотрев первые очертания, сказал, что такой самолет никогда не полетит. Он даже стыдил тех, кто предложил это, как порочащих имя генерального конструктора В.М. Мясищева. Не хотел слышать об этом способе транспортировки и министр авиационной промышленности П.В. Дементьев, обещая собственноручно «задушить» тех, кто придумал такой вариант.
Наши сотрудники В.П. Бурдаков и В.Г. Алиев поехали вместе с Н.Ф. Кузнецовым к В.М. Мясищеву и попросили его рассмотреть возможность транспортировки ракетных блоков на его самолетах. Мясищев пообещал дать ответ через две недели.
Установка бака горючего второй ступени ракеты-носителя «Энергия» на самолет-транспортировщик 3МТ
Авиационная транспортировка бака горючего второй ступени ракеты-носителя «Энергия» с завода-изготовителя на космодром
А через две недели был представлен экспресс-отчет, показывающий возможность транспортировки крупных блоков на самолете 3МТ.
Еще с институтских времен мы знали В.М. Мясищева как одного из самых одаренных авиационных конструкторов, сторонника применения необычных, оригинальных решений в самолетостроении.
Он вместе со своим заместителем А.Д. Тохунцем поддержал идею транспортировки наших грузов на «горбу» ЗМТ.
Министр вызвал к себе Г.Е. Лозино-Лозинского и А.Д. Тохунца, чтобы, как он выразился, «задушить собственными руками». Грозные тучи собрались над их головами. С министром шутки плохи. Накануне вечером А.Д. Тохунц позвонил В.П. Глушко и рассказал обо всем.
- Так и сказал, что задушит собственными руками? - переспросил В.П. и долго смеялся.
- Вы поезжайте завтра к Петру Васильевичу и не беспокойтесь, - закончил он.
Утром бледные и расстроенные Г.Е. Лозино-Лозинский и А.Д. Тохунц предстали перед министром. Он был очень взволнован.
- Товарищи! Знаете, только что позвонил Д.Ф. Устинов и от имени ЦК КПСС сердечно поблагодарил за найденный способ транспортировки. Это высокая оценка нашей работы. Кто автор? Представьте мне все материалы.
Ему указали на А.Д. Тохунца.
- Надо оформить за это персональный оклад.
И оформили.
И здесь выйти из сложной ситуации помог В.П. Глушко. Это он позвонил Д.Ф. Устинову и попросил его помощи. А слово Устинова в те времена было очень весомо. Тохунц, вернувшись, позвонил В.П. Глушко.
- Ну что, вам голову не оторвали? - спросил тот с иронией.
- Нет. Сердечно вас благодарю, - ответил Тохунц.
Для переправки на Байконур второй ступени предусматривалась сначала доставка водородного бака, затем кислородного вместе с каркасами межбакового отсека и хвостового. Иными словами, самолет ЗМТ за два полета доставлял на полигон центральный блок полностью. Уложить такие габаритные и тяжелые грузы на спину самолета - непростая задача. Вот и строятся в Жуковском (порт приписки самолета), в Куйбышеве и на Байконуре специальные подъемно-козловые установки (ПКУ), способные поднимать и укладывать на самолет грузы до 50 т.
Первый груз представлял собой водородный бак с обтекателем и стекателем. Он специально был изготовлен для летной натурной отработки самолета и тренировки экипажа.
Баржой по Волге, Оке и Москве-реке груз прибывает в организацию В.М. Мясищева, где и устанавливается на самолет. Издали кажется, что это одна большая бочка с привязанными к ней крыльями. Фюзеляж теряется под грузом огромных размеров. Первые рулежки.
Как поведет себя машина?! Подходит день первого взлета. Разбег, темный шлейф от двигателей, и вся связка в воздухе. Это случилось 6 января 1982 г. Летчиков-испытателей встречают как настоящих героев. И действительно, случись что… - не хочется думать об этом. Прошли десятки полетов, и путь ракете на полигон открыт.
Первыми летят грузы заправочного изделия. Так уже повелось у ракетчиков. Обязательный этап в отработке, называемый холодными (заправочными) работами,- это проверка всех наземных систем, проверка их готовности к работе с изделием и собственно заправка. А эта ракета впервые заправляется таким огромным количеством жидкого водорода и кислорода.
В своем рассказе я больше внимания уделяю созданию второй ступени, ракетные модули первой ступени разрабатывались в НПО «Южном». И хотя компоненты их топлива были хорошо известны, знаю, что и там было достаточно и больших, и малых проблем, прежде чем они дошли до этапа заправочных испытаний.