Книга 4. Ракеты и люди. Лунная гонка

Черток Борис Евсеевич

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.