Стратегический «Молодец». История железнодорожных ракетных комплексов
Шрифт:
Полной унификации добиться не удалось, но большинство конструктивных решений по двигателю ЗД65, он шел с некоторым опережением, были использованы и при создании двигателя 15Д206 для ракеты 15Ж44. Двигатель 3Д65 был на тот период самым крупным из отечественных твердотопливных двигателей, его диаметр составлял 2,4 м, а масса заряда 48 т.
В разработку двигателя закладывались самые прогрессивные на то время решения. Прежде всего, это относилось к корпусу РДТТ. Использовавшаяся прежде технология изготовления корпусов маршевых РДТТ в виде пластиковой цилиндрической трубы с массивными металлическими днищами и узлами стыка не позволяла в полной мере использовать преимущества высокопрочных композитов. В разработку корпуса нового двигателя закладывалась новая по тому времени технология типа двуслойного «кокона» с вымываемой полимерно-песчаной оправкой. Силовая оболочка корпуса изготавливалась из высокопрочного органоволокна СВМ, для закладных элементов днища использовался титановый сплав. Разработку корпуса для двигателя 3Д65 вело КТБ Миноборонпрома СССР, серийное производство поручалось заводу «Пластмасс» (г. Сафоново).
В США для управления полетом твердотопливных МБР применялись отклоняемые сопловые блоки, ключевым элементом кото — рых был крупногабаритный резинометаллический шарнир, на котором качался весь сопловой блок. В КБ «Южное» в то время реальной конструкции поворотного сопла и шарнира для него не было. Использование этого нового решения было связано с высоким риском. Трудно было прогнозировать, сколько времени это могло занять. А его не было. Международная обстановка требовала срочного создания новых сухопутных и морских твердотопливных МБР. На ранних стадиях проектирования КБ «Южное» рассматривало самые разные способы управления ракетой на участке работы первой ступени, но все они имели свои проблемы. В результате проработок была выбрана схема со вдувом «горячего» газа в закритическую часть сопла двигателя первой ступени. Стационарное сопло двигателя первой ступени, спроектированного КБ «Южное», должно было быть оснащено восемью попарно расположенными в плоскостях стабилизации клапанами вдува, обеспечивавшими управляемость по всем каналам управления. Считалось, что это более простой и быстрый способ получить нужный результат. Было также важным, что быстродействующая система «вдува» могла теоретически обеспечить высокие динамические характеристики управляемости ракеты. В том числе и для парирования воздействии факторов ядерного взрыва.
В то время вдув газов или впрыск жидкостей в закритическую часть сопла был очень модным среди ракетных двигателистов. Автор, в частности, применял его еще в своем дипломном проекте маршевого ЖРД в МАИ.
В КБ «Южное» пошли по наиболее энергетически эффективному варианту. Газ, вдуваемый через специальные клапаны на закритической части сопла, отбирался непосредственно из камеры сгорания маршевого РДТТ. Схема была очень красивой, но ее отработка оказалась сложной задачей. Слишком высокими были тепловые нагрузки на конструкцию клапанов, особенно их подвижных заслонок. Работоспособность элементов клапанной группы из вольфрамовых сплавов долго не удавалось обеспечить. Аварии шли при стендовых наземных и летных испытаниях. Это вызывало крайне нервную реакцию на всех уровнях.
Заряд смесевого твердого топлива двигателя 3Д65 с внутренним каналом звездообразной формы разработки НПО «Алтай» обеспечивал программированный спад тяги перед завершением работы, что позволяло успешно решить проблему управляемости ракеты перед разделением ступеней.
В двигателе 3Д65 были применены конструкторские решения, обусловленные спецификой его применения в составе ракеты морского базирования. Обеспечивалась полная герметизация двигателя от попадания в него морской воды, предстартовый наддув воздухом внутренней полости двигателя с целью компенсации действующих на наружную поверхность корпуса внешних гидродинамических нагрузок во время старта ракеты, замотанная между наружным и внутренним коконом корпуса двигателя ленточная кабельная сеть и многое другое.
Для отработки основных решений ракеты 3М65 был создан уменьшенный аналог двигателя — 3Д65Б, обеспечивавший все расходнотяговые характеристики штатного двигателя в первые восемь секунд работы, включавшие в себя старт из шахты подводной лодки, а также проведение всех операций, связанных с этим переходным участком движения ракеты. Стендовая отработка этого двигателя началась в 1975 г., а с октября 1977 г. на полигоне ВМФ в г. Балаклаве проводились бросковые испытания двигателя 3Д65Б в составе макета ракеты с экспериментальной лодки в надводном и подводном положениях, в условиях, максимально приближенных к штатным. Весь этап испытаний прошел без замечаний к двигателю.
Летные испытания ракеты 3М65 начались 28 января 1980 г. пуском с наземного стенда на полигоне ВМФ в г. Северодвинске. Для летных испытаний было выделено 35 ракет — 20 для пусков с наземного стенда и 15 — из подводной лодки.
Начало летных испытаний было драматичным: первые пять пусков подряд с аварийным исходом. Причины аварий не походили одна на другую: «перепут» цепей пиротехники, отказ бортовой кабельной сети, конструктивные недостатки бортового источника мощности второй ступени, разрушение седла клапана вдува двигателя 3Д65. В процессе дальнейших летных испытаний продолжалась стендовая отработка двигателя ЗД65, при которой случались аварии с взрывом двигателей.
С испытаниями были связаны и запоминающиеся моменты. Стендовые испытания двигателей 1 ступени проводились на территории Павлоградского механического завода, где имелся специальный стенд. Он представлял собой огромный заглубленный бетонный капонир, в котором размещался испытываемый двигатель. К каждому испытанию долго готовились. Время испытания назначалось в «окна» между пролетами иностранных разведывательных космических аппаратов. Стенд был сверху открытым, огненная струя вытекающая из сопла работающего двигателя, была, наверное, видна на Луне.
Во время одного из испытаний, которое было назначено на ночное время, группа руководителей КБ и завода вместе со мной решила для разнообразия быть не в защищенном боксе управления бетонного бункера, как обычно, а на открытом воздухе. Разумеется, на безопасном удалении. После запуска двигателя возникла огненная река из продуктов сгорания, которая начала колебаться и извиваться как анаконда. Это система управления вектором тяги двигателя отрабатывала заданную программу. Все ждут. Может, в этот раз все кончится удачно. Но внезапно в огненном потоке полетели еще более яркие частицы. Главный инженер Павлогорадского механического завода с грустью сказал: «Ну все…!!! Заслонки улетели». Затем раздался мощный взрыв, после него начался пожар на стенде. Его быстро потушили. Вид стенда после аварии более чем впечатлял: разбросанные куски взорвавшегося двигателя и выброшенного топлива, искореженные и закопченные конструкции стенда, фрагменты догорающего топлива, яркий свет прожекторов, пар системы пожаротушения и дым. Все это особенно впечатляло на фоне окружающей темной украинской ночи. И в этой обстановке спокойно работали специалисты стенда, ликвидируя последствия. Для них это было, к сожалению, уже привычным. И такие аварии были и не раз и не два. После каждой анализировались результаты, менялась конструкция клапанов. Отработка системы «вдува» упорно продолжалась.
Ситуация была очень обострена и потому, что проблемы с системой «вдува» задерживали отработку и сдачу унифицированного двигателя 3Д65 и морской ракеты 3М65 вместе с ним. Ракета в свою очередь отставала от строительства гигантских ракетных подводных лодок системы «Тайфун». Создавшаяся ситуация неоднократно рассматривалась на коллегиях Минобщемаша СССР. Каждая авария воспринималась как катастрофа. Мне это очень запомнилось, ведь за все вопросы, связанные с созданием двигателя 3Д65, в Минобщемаше СССР отвечал непосредственно я. Понятно, каково было мне.