вернёмся к началу?

ИЗ ИСТОРИИ СОЗДАНИЯ ПЕРВЫХ СОВЕТСКИХ РАКЕТ НА ЖИДКОМ ТОПЛИВЕ К. Тихонравов (СССР)

35 лет — срок, конечно, очень большой. Поэтому интересно вспомнить все то, что относится к столь давним временам.

Иногда кажется: то, что мы пережили и чему были свидетелями,— это уже далекая история. Однако это не совсем так. Для нас — это еще реальная жизнь, которая может быть пережита заново и еще вспоминается со все новыми подробностями.

Остановлюсь кратко на истории возникновения ГИРДа, или Группы изучения реактивного движения.

Есть некоторые общие черты в истории возникновения ГИРДа и Общества изучения межпланетных сообщений (ОИМС, 1924 г.). И ГИРД и ОИМС возникли как общественные организации, объединившие энтузиастов ракетной техники и космонавтики и ставившие целью пропаганду идей К. Э. Циолковского, а также практическую работу для осуществления этих идей. Обе организации установили контакт с Циолковским, и он с радостью оказывал им помощь своими советами. И в ГИРДе и в ОИМСе работали люди, глубоко верившие в огромные перспективы ракетной техники и космонавтики.

Но, несмотря на эти общие черты истории возникновения, результаты деятельности двух организаций были совершенно различными. ОИМСу удалось развернуть пропагандистскую деятельность, но приступить к практической работе, организовать хотя бы самую элементарную экспериментально-производственную базу Общество не смогло и, просуществовав менее года, распалось. ГИРД же, организовав производственно-экспериментальную базу и сплотив вокруг себя значительные инженерные силы, достиг больших пропагандистских и практических результатов и приблизительно через два года вместе с Ленинградской газодинамической лабораторией (ГДЛ) превратился в организацию более высокого уровня—Реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ). Такой различный результат заставляет проанализировать условия, в которых проходила деятельность ОИМСа и ГИРДа. Условия действительно были различными: Советский Союз из страны аграрной, которой он был еще в 1924 г., превратился в начале 30-х годов в страну индустриальную. К этому времени в СССР была создана тяжелая индустрия, машиностроение, в том числе авиационная промышленность.

В 30-е годы перспективы развития авиации обозначились уже более четко и начали выявляться пределы применения винтомоторной группы. В поисках путей преодоления этих пределов ряд молодых деятелей авиации сосредоточили свое внимание на проблемах реактивного движения, приняв идеи Циолковского не столько из-за желания скорее лететь на Марс, сколько из-за стремления вообще летать выше, быстрее и дальше. У этих людей, кроме желаний и стремлений уже был опыт работы в авиастроении, были за плечами свои осуществленные авиационные конструкции, задуманные конструкции и идеи в ракетной технике. Эти люди имели возможность опереться на авиационную промышленность как на реальную базу для работы над реактивными летательными аппаратами. Именно из этих людей вышел начальник ГИРДа Сергей Павлович Королев, в котором с выдающимся конструкторским талантом сочетались глубокая научная интуиция и блестящие организаторские способности. Из этих же людей вышли руководители бригад и большинство других ведущих работников ГИРДа.

ГИРД получал сначала всестороннюю поддержку такой мощной массовой организации, как Осоавиахим. Помощь, обеспечившая ГИРДу большую часть его материальных средств, была получена не только благодаря усилиям руководства ГИРДа, сумевшего доказать актуальность работ в области ракетной техники, но и потому, что эти усилия встретили полное понимание М. Н. Тухачевского.

Таким образом, создание ГИРДа как организации, начавшей практическую работу по развитию ракетной техники, было обусловлено общим ходом научно-технического прогресса в пашей стране и сопровождалось рядом благоприятных факторов. Тем но менее «гирдовцам» пришлось приложить поистине героические усилия, чтобы выполнить свою историческую миссию первосоздателей советских жидкостных ракет.

Московская группа изучения реактивного движения была организована в августе 1931 г. Решению о ее организации предшествовала деятельность С. П. Королева, направленная на создание ракетоплана с ракетным двигателем на жидком топливе — ОР-2, спроектированным Ф. А. Цандером. ГИРД развернул большую пропагандистскую работу. 13 ноября 1931 г. организовался ГИРД в Ленинграде, а вскоре Осоавиахим начал вести работу по созданию ГИРДов в других местах. Московский ГИРД получил название Центрального—ЦГИРД, и ему было поручено руководство всеми остальными группами. В начале 1932 г. ЦГИРДом были организованы первые в мире курсы по ракетной технике, сыгравшие определенную роль в деле подготовки кадров ракетчиков в нашей стране.

3 марта 1932 г. на заседании под председательством М. Н. Тухачевского был заслушан доклад руководителей ЦГИРДа о проблемах реактивного движения и было принято решение о необходимости создать Реактивный научно-исследовательский институт, а до осуществления этого решения выделить на работы ГИРДа необходимые средства. В апреле 1932 г. было принято решение о создании Опытного ракетного завода ЦГИРДа, который и утвердился в сознании людей как исторический ГИРД. Начальником этого завода, а также начальником ЦГИРДа и его технического совета был назначен С. П. Королев.

В ЦГИРД и в местные ГИРДы принимались все желающие, а в производственный ГИРД — только специалисты, обладавшие необходимой подготовкой. Первое время все они работали на общественных началах, и затем, по мере того как люди втягивались в работу, их зачисляли в штат ГИРДа. Выделенные средства позволяли коллективу ГИРДа не ограничиваться работами по ракетоплану, но приступить к работам по целому ряду других тем, выдвинутых Королевым и Цандером, а также пришедшими работать в ГИРД М. К. Тихонравовым и Ю. А. Победоносцевым.

После преодоления многочисленных организационных трудностей, связанных с поисками помещения и оборудования, с налаживанием материального снабжения, в первой половине 1932 г. завод ГИРД оформился в научно-исследовательскую лабораторию, состоявшую из четырех проектно-конструкторских бригад и обслуживавших их производственных мастерских. Первой бригадой руководил Ф. А. Цандер, второй — М. К. Тихонравов, третьей — Ю. А. Победоносцев и четвертой — С. П. Королев. Номера бригадам давались в порядке их организации. Темы и объекты, разрабатывавшиеся в ГИРДе, также имели порядковую нумерацию с добавлением впереди нуля в случае, если номер был однозначным. Всего в ГИРДе разрабатывалось десять проектно-исследовательских объектов, или тем.

На мою долю выпало рассказать вам о работе второй бригады ГИРДа, начальником и научно-техническим руководителем которой был я.

Во второй бригаде разрабатывались темы:

03 — двигатель РДА-1 с насосной подачей компонентов, предназначаемый для ракетоплана;

05 — ракета под азотно-кислотный двигатель ОРМ-50 конструкции ГДЛ;

07 — ракета с двигателем на жидком кислороде и керосине;

09—ракета с использованием топлива смешенного агрегатного состояния, основную часть которого составлял жидкий кислород.

Центр тяжести работ по двигателю 03, рассчитанному на тягу 100 кг, лежал в разработке насосной подачи жидкого кислорода. В качестве горючего предлагалось использовать бензин.

Принцип работы насоса состоял в том, что часть нагнетаемой жидкости (жидкого кислорода) должна была испаряться и давлением паров остальная, большая часть подаваться в двигатель. В 1932 г. были изготовлены рабочие чертежи такого насоса. Но изготовление его, производимое на стороне, затянулось. Эта работа была передана впоследствии в Реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ), где была осуществлена установка для испытания насоса. Однако и там изготовление насоса не было доведено до конца. К этому времени выяснилось, что отработка камеры сгорания ракетного двигателя является очень трудной задачей. На этой проблеме были сосредоточены все усилия, а работа над насосом была временно оставлена.

Ракета 07 (рис. 1) была первой ракетой, над которой начала работать вторая бригада ГИРДа. Ее двигатель должен был работать на жидком кислороде и керосине. Топливные баки помещались в стабилизаторах ракеты, а ЖРД--между ними. Подача осуществлялась давлением паров кислорода.

Отработка двигателя ракеты 07 не была закончена в ГИРДе. Работы с ракетой 07 были переданы в РНИИ, где впоследствии она была испытана в полете.

Рис. 1. Ракета 07

Рис. 2. Ракета 09

Следующей ракетой второй бригады была ракета 09 (рис. 2) на жидком кислороде и сгущенном бензине. Сгущенный бензин был изготовлен в Баку и представлял собой раствор бензина в канифоли. При нормальных условиях сгущенный бензин имел консистенцию тавота, или технического вазелина, и горел параллельными слоями. Его теплотворная способность была около 9000 ккал/кг. Двигатель ракеты 09 представлял собой камору из листовой латуни с бронзовой головкой и бронзовым гнездом для сопла. Сопло было изготовлено из стали. В головку ввертывался пусковой кран, соединенный непосредственно с кислородным баком из дюралевой трубы. Подача жидкого кислорода осуществлялась давлением его же паров. Для наблюдения над нарастанием давления на ракете был установлен манометр. Сгущенный бензин помещался непосредственно в камере сгорания между особой цилиндрической металлической сеткой и стенками камеры. Зажигание производилось авиасвечой, ввернутой в штуцер, расположенный на камере сгорания. Корпус ракеты 09, внутри которого были размещены двигатель и бак, был изготовлен из дюраля толщиной 0,5 мм. Стабилизаторы были сделаны из электрона. Полностью снаряженная ракета весила 19 кг. Ее фотографии неоднократно приводились в технической и научно-исторической литературе.

Отработка системы двигателя ракеты 09 продолжалась весну и лето 1933 г. Тяга измерялась на балансирном устройстве (рис. 3) и равнялась в среднем 37 кг.

17 августа 1933 г. состоялся первый пуск ракеты 09, прошедший удачно. Он производился вертикально. Ракета достигла высоты около 400 м. Это был пуск первой советской жидкостной ракеты.

Второй пуск ракеты 09 состоялся поздней осенью 1933 г., причем в воздухе после подъема ее на высоту более 100 м по невыясненной причине произошел взрыв двигателя. Впоследствии в РНИИ была изготовлена серия из шести ракет 09 (имевших там номер 13), произведены удачные пуски под углом для исследования возможности применения ракет на жидком топливе для полета на дальность.

Проектирование ракеты 05 началось после ракет 07 и 09. Эта ракета была рассчитана под двигатель ОРМ-50 конструкции ГДЛ, работавший на азотной кислоте и керосине. Изготовление ракеты 05 было окончено в 1933 г., в период организации РНИИ. В РНИИ на базе ракеты 05 при материальной поддержке АВИАВНИТО была создана стратосферная ракета «АВИАВНИТО» (рис. 6). Для ракеты был использован двигатель 12к с тягой 300 кг, керамический, работавший на жидком кислороде и 96-процентном спирте; продолжительность его работы составляла 60 сек. У ракеты 05 плоские стабилизаторы были, однако, заменены стабилизаторами с профилированными пустотелыми лопастями. Ракета имела начальный вес 100 кг, на которых 32 кг приходилось на топливо. Указанный выше двигатель давал удельную тягу 205—207 кг·сек/кг. Вес всей установки двигателя был 15 кг. По расчету, ракета должна была подняться на высоту 10 800 м. В головке ракеты помещался парашют. На ракете был установлен прибор для замера высоты подъема. Этот прибор по типу барографа разработал С. А. Пивоваров. В работах по ракете принимал участие Л. С. Душкин.
Рис. 3.
Балансирное устройство
для измерения тяги

Первый пуск ракеты «АВИАВНИТО» был осуществлен 6 апреля 1936 г. «Правда» опубликовала корреспонденцию, рассказывающую об этом пуске,—«Ракета идет в воздух». Газета поместила также фотографию ракеты в пусковом станке. Вот как корреспондент этой газеты описывал полет ракеты: «Механик включил рубильник электрического запала. Серый дымок испаряющегося топлива. Искра. И вдруг у подножия ракеты показался ослепительно желтый язык пламени. Ракета медленно пошла вверх по направляющим штангам станка, выскользнула из его стальных объятий и устремилась ввысь. Полет представлял необычно эффектное и красивое зрелище. Из сопла мотора вылетало пламя, истечение газов сопровождалось густым низким звуком. После подъема на небольшую высоту в ракете раскрылся белый купол парашюта, и она плавно опустилась на снежное поле» ¹.
¹«Правда», 9 апреля 1936 г.

Для последующих пусков была сделана деревянная мачта высотой 48 м с направляющей планкой, которую охватывали держатели—лапки ракеты. Планкой служил рельс от узкоколейки. Эта мачта была использована в качестве пускового станка.
Рис. 4.
Заправка кислородом ракеты 09

15 августа 1937 г. был произведен успешный пуск ракеты «АВИАВНИТО» на высоту около 3000 м. При падении раскрылся парашют, но произошел обрыв его крепления. Ракета разбилась.

Во второй бригаде работали Ф. Л. Якайтис, В. С. Зуев, В. Н. Галковский, 3. И. Круглова, О. К. Паровина, Н. И. Шульгина, В. А. Андреев, Е. И. Снегирева, Н. И. Ефремов и др.

Деятельность второй бригады ГИРДа позволила:

1. Осуществить полеты первых советских ракет на жидком топливе.

2. Положить начало применению жидкого кислорода в качестве ракетного окислителя в сочетании с различными горючими.

3. Создать ракетный двигатель с компонентами топлива различного агрегатного состояния.

4. Начать работы по насосной подаче жидкого кислорода.

5. Разработать и экспериментально проверить некоторые методики расчета ракет.

По всем этим проблемам были проведены в той или иной степени эксперимепты и в большинстве случаев получены результаты, которые впоследствии легли в основу ряда целевых разработок.

Основная первоначальная задача ГИРДа и его второй бригады состояла в том, чтобы доказать на опыте пригодность реактивного принципа движения при состоянии техники тех лет. Это и было сделано достаточно убедительно, на высоком научно-техническом уровне и в удивительно короткий срок.

Рис. 5. Пуск ракеты 09

Рис. 6. Ракета «АВИАВНИТО»

ЛИТЕРАТУРА И ИСТОЧНИКИ

1. Протоколы испытаний узлов для ракеты 09. Акт о пуске 17/VIII-33 г. (1933 г.). Архив АН СССР, разр. 4, on. 14, д. 50. 2. Протоколы испытаний отдельных узлов по ракете 07 (1933 г.). Архив АН СССР, разр. 4, on. 14, д. 51. 3. Ракета «АВИАВНИТО». Расчеты, фотоснимки (1935—1936 гг.). Архив АН СССР, разр. 4, он. 14, д. 57. 4. План работы по ГИРДу на 1933—34 г. по всем бригадам (1933—1934 гг.). Архив АН СССР, разр. 4, on. 14, д. 1.

5. Протоколы испытаний пуска ракеты 05 и огневых испытаний мотора 0-10 (1934) г.). Архив АН СССР, разр. 4, on. 14, д. 3. 6. «Правда», 9 апреля 1936 г. 7. М. К. Тихонравов, Ю. В. Бирюков. Претворение идеи К. Э. Циолковского в работах ГИРДа. «Труды первых чтений, посвященных разработке научного наследия и развитию идей К. Э. Циолковского». М., 1967, стр. 5—15.