108 минут, изменившие мир
Шрифт:
Затем была реализована старая идея, возникшая еще при проектировании «Р-2», – оба топливных бака (этиловый спирт и жидкий кислород) сделали несущими, что позволило дополнительно разгрузить ракету.
Опыт работы с трофеями показал, что бак с жидким кислородом можно избавить от массивной теплоизоляции, которую ставили немцы. Испарения оказались не столь значительны, как думали раньше, и вполне могли быть компенсированы за счет подпитки на старте. С тех пор такая конструкция бака с жидким кислородом стала типовой, и можно увидеть, как на готовой к старту ракете в месте его расположения оболочка белеет от инея [78] .
78
Благодаря «кислородному» инею возникла одна из традиций современных ракетчиков. Военнослужащие космодрома Плесецк выводят на нем имя «ТАНЯ». Кто придумал эту традицию и кто такая Таня, никто уже не помнит, но однажды имя не написали – и «семерка» взорвалась на старте.
Был
В 1953 году, перед началом полигонных запусков, в филиале № 2 НИИ-88, расположенном в комплексе новых зданий под городом Загорском [79] , провели огневые стендовые испытания с целью определения реальных температур компонентов топлива в баках ракеты, проверки двигательных систем, отработки циклограммы запуска [80] . Впоследствии огневые испытания («прожиги») узлов и элементов новых ракет в полном сборе на стенде станут в бюро Королёва обязательными.
79
Испытательный комплекс под Загорском (Сергиев Посад) функционирует и сегодня. В 1956 году это предприятие получило название НИИ-229, а в 1967 году – Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения (НИИхиммаш).
80
Циклограмма запуска – таблично-графическое изображение последовательности операций подготовки к запуску и запуска с указанием времени, затрачиваемого на каждую операцию. Применительно к ракете циклограмма начинается с операции ее установки на пусковое устройство и заканчивается ее пуском. За нуль отсчета времени принимают момент отрыва ракеты от пусковой установки (Т 0.00.00). Время свершения событий, происходящих до момента «нуль отсчета времени», обозначается на временной оси со знаком «минус». Если, например, заправка баков окислителем должна начаться за 5 часов 31 минут 12 секунд до взлета ракеты, то это событие на временной оси циклограммы происходит в момент времени Т-5.31.12. Время свершения событий, происходящих после нуля отсчета времени, обозначается со знаком «плюс». Например, если отделение первой ступени происходит на 123-й секунде после подъема ракеты, то это событие на временной оси циклограммы происходит в момент времени Т+0.02.03. Применительно к двигателю или другому устройству циклограмма отражает последовательность команд на срабатывание его элементов, обеспечивающих заданный режим работы.
Первый этап запусков на полигоне Капустин Яр был проведен весной 1953 года. Всего было испытано в полете 8 ракет: на дальность 270, 550 и 1200 км.
Запуски на дальность 270 км прошли более чем успешно, а при испытаниях на 1200 км обнаружились недоработки: на 65-й секунде полета возникла неустойчивость в движении, после чего произошло разрушение «изделия» из-за потери управляемости. Последний пуск первого этапа состоялся 23 мая – условия испытаний для проверки устойчивости движения в этом случае были более жесткими, так как ракету снабдили четырьмя подвесными головными частями, которые увеличивали величину воздушного сопротивления. Несмотря на опасения, полет на дистанцию в 550 км прошел нормально.
Баллистическая ракета «Р-5» на старте (© РКК «Энергия»)
Хотя полигонные испытания были признаны в целом успешными, стало ясно, что необходимо гарантировать устойчивость ракеты при движении. В конструкцию и в управление был внесен ряд изменений. К примеру, серьезной доработке подвергли систему отделения головной части: для ее крепления использовались инерционные болты, из-за чего в полете наблюдались колебания боеголовки относительно корпуса, – в дальнейшем их заменили стяжными болтами с пневматическим разъемом.
Второй и третий этапы испытаний «Р-5» начались поздней осенью 1953 года, а завершились в феврале 1955 года. Ракета показала себя очень хорошо, но пришлось дорабатывать систему радиоуправления дальностью.
Система радиоуправления была впервые применена еще на немецких ракетах «А-4», чтобы снизить рассеивание при полете к цели [81] . Сотрудники НИИ-885 освоили ее во время испытаний на полигоне Капустин Яр и после модернизации использовали для боковой радиокоррекции траекторий «Р-1» и «Р-2». Для ракеты «Р-5» одной радиокоррекции оказалось недостаточно, требовалось управлять еще и дальностью – ведь точность попадания снижалась с повышением расстояния полета. Новая система должна была решать очень важную задачу – выдавать команду на выключение двигателя в тот момент полета, после которого боеголовка, летя по инерции, с гарантией попадет в цель. Исследования показали, что для
81
На ракетах «А-4/V-2» использовалась система боковой радиокоррекции «Гавайя-Виктория» («Гавайя» – наземный передатчик, «Виктория» – бортовое приемное устройство). Система имела малую помехоустойчивость и с ее помощью было трудно перенацелить ракету, поэтому от нее быстро отказались, заменив более совершенной отечественного производства.
Система была испытана во время запусков ракет «Р-2Р» [82] и «Р-5». При этом аппаратура радиоуправления находилась в 50 км от старта – в поселке Черный Яр. Оказалось, что факел двигателя оказывает сильное влияние на прохождение волн метрового диапазона, в котором работало оборудование радиоуправления. Чтобы добиться внятных результатов, потребовалась перенести наземные пункты в сторону – так, чтобы линия визирования и ось ракеты находились под углом друг к другу.
82
«Р-2Р» – модификация баллистической ракеты «Р-2», созданная для отработки системы радиоуправления дальностью ракеты «Р-5». Запуски «Р-2Р» проводились в рамках серии испытаний разных вариантов «Р-2» с 21 октября по 20 декабря 1950 года.
Проблему решили, но к тому времени ОКБ-1 переориентировалось на модификацию «Р-5» – ракету «Р-5М». Дело в том, что 12 августа 1953 года в Семипалатинске было проведено успешное испытание первого отечественного термоядерного заряда РДС-6с мощностью 400 килотонн в тротиловом эквиваленте [83] . Советским атомщикам удалось создать заряд сравнительно небольших размеров и массой примерно в 1 т. Теперь предстояло под этот заряд построить баллистическую ракету.
Постановление о разработке ракеты на основе «Р-5» для доставки термоядерного заряда на дальность 1200 км было выпущено 10 апреля 1954 года. Однако в бюро Королёва проект начали обдумывать еще в конце 1953 года. Требовалось разработать новую, более короткую, коническую головную часть, которая обеспечила бы требуемое для срабатывания автоматики подрыва снижение скорости встречи головной части с землей в два раза. Но это вело к уменьшению общей длины ракеты и изменению ее аэродинамических характеристик, что в свою очередь влекло за собой экспериментальные работы по определению нового облика «Р-5М». Наличие же ядерного заряда вызвало необходимость повышения надежности системы управления, чтобы ошибка или повреждение в одной цепи не приводили к общему отказу. Кроме того, требовалось упростить процесс подготовки ракеты к старту и сократить число обслуживающего персонала.
83
Индекс РДС в названии атомных бомб расшифровывается как «Россия делает сама». Практически все военные атомные разработки в СССР были начаты и доведены до эффектного результата в качестве ответа на аналогичные проекты в США. Так, первое термоядерное устройство Mike мощностью 10,4 мегатонн в тротиловом эквиваленте американские физики испытали в ноябре 1952 года.
Коллектив ОКБ-1 блестяще справился с задачей модернизации «Р-5». При этом был выдержан очень жесткий срок заводской отработки ракеты «Р-5М» – в течение 1954 года.
Для повышения надежности ракеты «Р-5М» все цепи бортовой системы управления и радиокомплекса были дублированы: автомат стабилизации получил два независимых канала, рулевой агрегат имел не четыре, как у всех ранее разработанных ракет, а шесть рулевых машин. Были дублированы источники питания, а для управления дальностью полета применили трех-канальный интегратор. Дополнительно в состав бортового оборудования ввели новую систему аварийного подрыва – если из-за каких-либо отказов произойдет значительное отклонение ракеты от программной траектории, ее следует уничтожить в полете.
Два варианта стратегической баллистической ракеты «Р-5М»: с одним боезарядом и с тремя боезарядами (рисунок А. Шлядинского)
Конструкторам удалось полностью автоматизировать процесс запуска, но предстартовая подготовка все еще отнимала много времени. Первоначально для приведения ракеты в состояние боевой готовности требовалось 30 часов. Позже за счет улучшения организации работы это время сократилось до 5–6 часов.
У «Р-5М» оставался серьезный и неустранимый недостаток: жидкий кислород, используемый в качестве окислителя, не позволял хранить ракету в заправленном состоянии длительное время. Для пополнения постоянно выкипающего кислорода следовало строить мощные промышленные предприятия в районах базирования ракетных частей. Подпитывать ракету окислителем необходимо было и непосредственно перед пуском – для этого возводились громоздкие стартовые сооружения. И все же Советская армия получила оружие огромной разрушительной силы. За 10–12 минут ракета могла доставить боевой заряд, способный уничтожить население большого промышленного города, на расстояние свыше тысячи километров.