- Всякая дорога, как говорит народная мудрость, начинается с первого шага. Таким шагом в истории советской ракетно-космической техники было создание в 1928 г. в Ленинграде газодинамической лаборатории (ГДЛ). Первоначально она находилась в ведении Военно-научно-исследовательского комитета Реввоенсовета СССР, а позднее - Управления военных изобретений Начальника вооружений РККА.
|
Н. И. Тихомиров (бюст работы скульптора В.Д.Галицкого) |
- Создание ГДЛ имело богатую предысторию, чем вызвана путаница в ряде публикаций о ней. Прямой предшественницей ГДЛ являлась Лаборатория для реализации изобретений Н. И. Тихомирова, созданная в марте 1921 г. и размещавшаяся в Москве в доме № 3 по Тихвинской улице. В состав этой организации входили химическая и пиротехническая лаборатория и слесарно-механическая мастерская.
- Кто же был этот удачливый изобретатель, сразу получивший реальную поддержку Советского государства? Одаренный инженер-химик Николай Иванович Тихомиров (1870-1930) проявил интерес к ракетному делу еще в 1894 г. Произведя серию опытов с пороховыми и жидкостными ракетами, он счел возможным и нужным предложить Морскому министерству проект боевой ракеты, в качестве энергоносителя которой можно было использовать не только твердое топливо - порох, но и жидкое - смеси спиртов и нефтепродуктов. Экспертиза предложения длилась с 1912 по 1917 г., когда, по понятным причинам, это дело было прекращено.
- Только в мае 1919 г. управляющий делами Совнаркома В.Д.Бонч-Бруевич получил от Тихомирова предложение реализовать его изобретение -
«самодвижущуюся мину для воды и воздуха», - призванное служить
«на укрепление и процветание республики». По сути дела это была пороховая ракета. (Схематический чертеж ее ныне экспонируется в Музее ГДЛ.) Тихомиров просил Бонч-Бруевича довести свое ходатайство до председателя Совнаркома В.И.Ленина. К обращению были приложены охранное свидетельство на изобретение за N 309, выданное автору в 1915 г., и положительное заключение, подписанное в 1916 г. Н.Е.Жуковским, который занимал тогда пост Председателя отдела изобретений Московского
военно-промышленного комитета.
- Тем не менее изобретение было подвергнуто ряду новых экспертиз и только в начале 1921 г. признано имеющим важное государственное значение. После этого Главнокомандующий Вооруженными силами Республики С. С. Каменев форсировал через органы Реввоенсовета развертывание работ по реализации изобретения Н.И.Тихомирова.
- К тому времени Тихомиров пришел к выводу, что применявшийся в ракетах черный дымный порох не может обеспечить ни значительной дальности, ни стабильности полета ракет. Поэтому он сосредоточил все усилия на создании принципиально нового пороха, свободного от недостатков черного. В результате упорных изысканий появился мощный, стабильно горящий бездымный пироксилиновый порох на нелетучем растворителе - тротиле.
|
И. П. Граве |
- Необходимо заметить, что у Тихомирова были предшественники. Так, над созданием бездымного пороха для морских артеллерийских орудий работал великий русский химик Дмитрий Иванович Менделеев (1834 - 1907). В то время, когда Тихомиров направил свою заявку в Морское министерство России, т. е. в 1912 г., этой проблемой занимался, и успешно, выдающийся специалист по внутренней баллистике Иван Платонович Граве (р. 1874). Выпускник Михайловской артеллерийской академии, Граве прочно связал свою жизнь с этим замечательным учреждением, в стенах которого им была разработана газодинамическая теория внутренней баллистики порохом для полузамкнутого пространства. К этой работе с полным основанием можно отнести слова академика В. Коптюга:
«Ничего нет практичнее хорошей теории». Работая с различными порохами, в результате многочисленных опытов Граве создал бездымный порох на пироксилиновой основе и летучем растворителе и даже получил патент на его изобретение. В 1915 г. он предложил применять в ракетах шашки из своего пороха, а год спустя на Шлиссельбургском пороховом заводе они были изготовлены и успешно испытаны. Однако использование в порохе летучего растворителя вызвало нестабильность горения. Этот недостаток сумел устранить Тихомиров, использовав нелетучий растворитель - тротил. Шашки из пироксилино-тротилового пороха (ПТП) горели без дыма, с огромным газообразованием и вполне стабильно.
|
|
В. А. Артемьев |
О. Д. Сериков |
- В своих поисках Тихомиров не был одинок. Ему повезло с помощниками с первых дней работы. Среди них особо следует отметить бывшего подпоручика гарнизона Брест-Литовской крепости Владимира Андреевича Артемьева (1868-1962). Он увлекся ракетным делом еще в годы военной службы, изготавливал и испытывал ракеты собственной конструкции. Другими соавторами ПТП являлись преподаватель Артакадемии С. А. Сериков (1886-1937) и сотрудник Российского института прикладной химии (ныне широкоизвестный ГИПХ) О. Г. Филатов (1874-1941).
|
И. И. Кулагин |
- Первые образцы прессованных шашек из ПТП были получены еще в 1924 г., но серийное их йроизводство началось только в 1927-1928 гг. Оно велось первоначально в детонаторной мастерской завода
«Красногвардеец», а потом в законсервированной лаборатории порохов и взрывчатых веществ Военно-морского флота, размещавшейся в Гребном порту морской гавани Ленинграда, на Васильевском острове. Ведал этим производством кумир всех женщин ГДЛ инженер-механик Иван Иванович Кулагин, ныне Заслуженный деятель науки и техники РСФСР, доктор технических наук, генерал-майор в отставке. (Он до сих пор сохраняет свое обаяние и энергию, является почетным председателем секции горнолыжного спорта.) Небезынтересно, что Кулагин работал на тех самых прессах, которыми пользовался Д. И. Менделеев в пору своего увлечения пороховым делом. Итак, с шашек, внешне напоминавших хоккейную шайбу, начинались первые твердотопливные ракеты ГДЛ.
- Третьего марта 1928 г. с артиллерийского полигона на Ржевке (в окрестностях Ленинграда) поднялась в воздух одна из них. О ней писал В. А. Артемьев:
«Это была первая ракета на бездымном порохе не только в СССР, но и, пожалуй, во всем мире... Созданием этой ракеты был заложен фундамент для конструктивного оформления снарядов к
«катюше».
- Что кроется за ласковым именем ныне общеизвестно: самоходный, первоначально шестнадцатизарядный миномет, боевая машина БМ-13, способная выпустить все свои 132-миллиметровые реактивные снаряды за пять-семь секунд. Точное происхождение ее названия до сих пор не раскрыто. Предполагается, что оно связано с индексом
«К» на корпусе миномета (установки выпускались головным предприятием заводом имени Калинина). Но это только догадки.
- Первый залп пяти «катюш» накрыл скопление немецких войск в районе железнодорожной станции Орша. Командиром дивизиона
«катюш» был капитан Иван Андреевич Флеров. Огненный смерч восьмидесяти реактивных снарядов, называемых в просторечии
«эрэсами» возник в 15 часов 15 минут 14 июля 1941 г. Из трофейных документов стало известно, что доносили немцы по этому поводу в ставку Гитлера:
«Русские применили батарею с небывалым числом орудий. Снаряды фугасно-зажигательные, но необычайного действия. Войска, обстрелянные русскими, свидетельствуют: огневой налет подобен урагану. Снаряды взрываются одновременно. Потери в людях значительные».
- А 23 августа 1941 г. в 21 час 30 минут прозвучал первый залп
«катюш» на Ленинградском фронте, под Кингисеппом. Первая реактивная батарея под командованием П. И. Дегтярева прибыла в Ленинград в августе 1941 г. Эффективность действия
«эрэсов» побудила верховное командование к созданию более крупных подразделений. Так, в октябре 1941 г. был сформирован первый на Ленинградском фронте полк реактивной артиллерии, использовавшей снаряды М-13, командование полком было возложено на выпускника 2-го Ленинградского артиллерийского училища И. А. Потифорова. К концу Великой Отечественной войны на ее фронтах наносили огневые удары по фашистам уже более десяти тысяч
«катюш«, выпустившие около 12 миллионов ракетных снарядов разных калибров.
- Однако вернемся в 30-е годы. До сих пор речь шла о событиях, в которых автор не принимал личного участия и которым не был свидетелем. Переходя же к описанию работ ГДЛ в ее
«звездные годы», автор не может удержаться от личных воспоминаний. Поэтому некоторый субъективизм естественен, как и замена слова
«автор» личным местоимением. Итак, как же случилось, что я оказался в ту пору среди людей, одержимых ракетным делом, зачинателей его в Ленинграде?
- В начале 1933 г. я был демобилизован из РККА, где пребывал на строевой службе, и вернулся в свой родной Ленинград, с которым была связана моя гражданская работа специалиста по технике высоких напряжений.
- В городе царила безработица.
- Возвращаться на старое место дежурного инженера в сети
«Ленэнерго» не хотелось, это была нудная работа. Во время дежурства, бывало, молишь судьбу:
«Ну, пошли мне хоть какую-нибудь аварию!» Ведь только тогда и начиналась настоящая инженерная работа.
- Предложения, исходившие от Комиссии по устройству на работу начсостава запаса Ленгорисполкома, были неприемлемы по этическим соображениям: они влекли за собой увольнение людей с места, на которое давалось направление.
- Но вот однажды пришло приглашение в высоковольтную лабораторию завода
«Пролетарий» (ныне НПО «Электрокерамика»). Директор посулил поручить мне сооружение импульсного генератора напряжением два миллиона вольт. Такого не было даже у академика А. Ф. Иоффе, в его знаменитом
«физтехе». Ясно, что я немедленно и с восторгом
«клюнул» на это предложение. Однако оно оказалось блефом. Лаборатория была одним из придатков заводского отдела технического контроля, где проводились скучнейшие испытания
«на пробой» производимой заводом продукции - высоковольтных изоляторов. А уйти с завода было невозможно, так как в ту пору самовольный уход с работы карался беспощадно, вплоть до тюремного заключения.
- К неожиданной моей радости, как-то отдел кадров уведомил, что я уволен с завода. Объяснение содержалось в письме (ныне этот документ экспонируется в музее ГДЛ) на имя директора:
Прошу освободить сотрудника Вашего завода т. Соколова Владислава Сергеевича для работы его в Газодинамической лаборатории Управления военных изобретений начальника вооружений РККА по особому заданию.
Начальник ГДЛ И. Клейменов
Начальник 2 отдела В. Глушко
- Директор, естественно, наложил резолюцию: Освободить и дать перевод.
|
В. П. Глушко |
- Вскоре я получил предписание явиться в заданные время и место для определения моей дальнейшей судьбы. Как человек, еще не снявший воинских доспехов, я обратился за разъяснениями в военкомат, где мне сообщили, что в случае неповиновения я буду снова мобилизован. Пришлось подчиниться. Так состоялась моя первая встреча с начальником 2-го отдела ГДЛ (впоследствии академиком и основоположником советского ракетного двигателестроения) Валентином Петровичем Глушко.
- Передо мной предстал обаятельный молодой человек, как выяснилось, почти сверстник (ему шел 21-й год), чем-то внешне напоминавший гоголевского Левко. Он возглавлял в ГДЛ отдел электрических и жидкостных ракет.
- Глушко предложил мне «кота в мешке» - работу, о которой не мог ничего сказать до оформления. Я, естественно, отказался. Но Глушко был непреклонен. Выяснилось, что он знает обо мне гораздо больше, чем можно было предположить. В конце концов, он сказал:
«Соглашайтесь! Я обещаю, что работа будет Вам по сердцу». От Глушко исходило такое доверительное обаяние, что я сдался. И, как выяснилось, не прогадал.
В. И. Прянишников
- Путь, приведший Глушко в ГДЛ, был необычным. Он родился 2 сентября 1908 г. в Одессе на Ольгиевской улице в доме № 10, около которого теперь стоит его бронзовый бюст. Исключительная любознательность юного Глушко поощрялась его отцом. Школяр стал своим человеком в Одесской народной астрономической обсерватории. Наступило противостояние Марса. Глушко часами просиживал у телескопа, делая зарисовки. Результаты этой работы и других астрономических наблюдений юноши настолько заинтересовали местных астрономов, что он был принят в члены РОЛМ - РОССИЙСКОГО общества любителей мироведения. Такого молодого сотрудника это солидное научное учреждение еще не имело. Своему увлечению астрономией Глушко не изменял в течение всей жисни. Подобная целеустремленность - черта очень одаренных людей. Глушко поступил на физико-математический факультет Ленинградского Государственного университета, чему способствовало знакомство с двумя замечательными людьми. Первым из них был талантливый популяризатор астрономических проблем Василий Иосифович Прянишников, приехавший в Одессу читать лекции по межпланетным путешествиям. К нему юный Глушко обратился с просьбой помочь получить наилучшее образование в этой области, которой он уже тогда решил посвятить свою жизнь. (Позднее с такой же просьбой он обратился и к К. Э. Циолковскому.) Прянишников рассказал о встрече бывшему народовольцу Николаю Александровичу Морозову (1854- 1946), ведавшему тогда в Ленинграде вопросами науки, и Глушко получил путевку в ЛГУ.
- Третья глава дипломной работы Глушко называлась
«Металл как взрывчатое вещество». Это обстоятельство имело особое значение для биографии Глушко и для ракетного двигателестроения.
- Глушко развил идею американского астрофизика Андерсона о лабораторном моделировании звездных температур, изложенную последним в январском номере
«Астрофизического журнала» (США) за 1920 г.
- Экспериментальная установка Андерсона представляла собой высоковольтный импульсный контур, состоящий из источника питания переменного тока, выпрямителя, шарового дозатора энергии разряда конденсаторов для испытуемого материала. При падении на последний высоковольтной волны с крутым фронтом в несколько микросекунд токопроводящий испытуемый материал практически мгновенно испаряется, минуя жидкую фазу. Эти пары, температура которых достигала, по Андерсону, 313000°С, распространяются в воздухе со скростью около 3300 м/с, а при взрыве внутри насадки с открытыми торцами - 4500 м/с. На это обстоятельство и обратил внимание Глушко.
- Дело в том, что в первой четверти нашего столетия скорость распространения продуктов горения всех известных химических топлив не превышала 2500 м/с. А ведь именно скорость истечения и определяет скорость движения самой ракеты.
|
В. С. Соколов у пульта управления ЭРД. 1933г. |
- Глушко энергично приступает к опытам с разными токопроводящими материалами и соплами различной конфигурации. Первоначально эти опыты велись в лаборатории
«Миллион вольт» академика А. А. Чернышева в Лесном, а позднее, с начала 1933 г., - на собственной экспериментальной установке, смонтированной в одном из мрачных казематов Петропавловской крепости на Неве. Постройку этой испытательной установки и проведение на ней экспериментов в целях выбора оптимальных токопроводящих материалов и энергетических дозировок, а также определения баллистических характеристик первого в мире электрического ракетного двигателя (ЭРД) электротермического типа Глушко и поручил мне, выполнив обещание дать увлекательную работу.
- Доказав практическую возможность работы ЭРД с частотой взрывов подаваемых в его камеру металлических проводников до 25 Гц, Глушко нуждался теперь в его инженерной доработке. Новая испытательная установка была создана из разных комплектующих элементов, в основном - от рентгеновской аппаратуры, выпускаемой заводом
«Буревестник ». Используемые для выпрямления тока вакуумные кенотроны изготовлял завод (ныне НПО)
«Светлана».
Пульт управления ЭРД (макет)
- Установка позволяла получать энергетические дозы в виде электрических импульсов с крутым фронтом (порядка нескольких микросекунд) и амплитудой до 100000 В. Существо происходящего при этом процесса Глушко описал в своей дипломной работе следующим образом:
«В рассматриваемом случае взрыв (испытуемого материала. - В. С.) происходит вследствие быстрого перехода вещества из твердого состояния в газообразное, то есть вследствие чисто физических причин, без изменения химической структуры участвующего во взрыве вещества».
- Позднее Глушко детально исследовал проблему выбора вещества. Чем больше его атомный вес, тем выше температура взрыва. Железо, медь, никель дают температуру в 3,5 раза меньшую, чем свинец, ртуть, вольфрам. В ЭРД выгодно получать с единицы массы рабочего вещества возможно больший объем газообразных продуктов при той же температуре. Чем легче атомы, тем больший объем они и займут при меньшем нагреве, что удлиняет срок службы камеры сгорания. Каждый материал дает и свою скорость истечения продуктов его взрыва. Например, железо с температурой плавления 2450°С имеет минимальную скорость истечения 4580 м/с.
|
Первый в мире ЭРД и
«гелиоракетоплан» конструкции В. П. Глушко (макеты). |
- Восемнадцатого апреля 1929 г. Глушко направляет свою работу по ЭРД как авторскую заявку в Комитет по делам изобретений. Экспертизу проводили такие крупные ученые, как профессор М. В. Шулейкин (1884- 1939) и Н. И. Тихомиров. Заявка была одобрена, и Тихомиров написал в своем заключении
«о повелительной необходимости безотлагательно приступить к опытным работам». В результате этой экспертизы Глушко и был направлен (по сути дела непосредственно со студенческой скамьи) в ГДЛ, где был назначен начальником отдела электрических и жидкостных ракет. Он намеревался использовать ЭРД в качестве двигателей предложенного им космического аппарата -
«гелиоракетоплана», где питающие солнечные батареи размещались в плоскости круга с центром - батареей ЭРД.
- Следует подчеркнуть, что этим изобретением Глушко более чем на три десятилетия опередил ученых Запада. Впоследствии в качестве рабочего вещества в ЭРД использовались потоки плазмы или ионов, ускоряемых электромагнитным или электрическим полями. В нашей стране такие ЭРД были установлены на автоматической межпланетной станции
«Зонд-2» (шесть плазменных двигателей) и на космическом корабле
«Восход-1» (ионные двигатели), стартовавших в 1964 г. Работали ЭРД в составе навигационных систем этих космических аппаратов для коррекции траектории их полета. В 1966 г. ЭРД устанавливались на советской автоматической ионосферной лаборатории
«Янтарь-1». Одной из задач полета являлось исследование взаимодействия реактивной струи ЭРД с плазмой ионосферы.
- В США Национальным управлением по исследованию космического пространства (НАСА) в 1970 г. был впервые испытан экспериментальный ртутный ионный ЭРД 5ЕНТ, продемонстрировавший огромную работоспособность, что позволило НАСА рассматривать этот двигатель как перспективный для обеспечения дальних космических полетов. В ФРГ был разработан ЭРД НЬТ-10 массой без оснастки 1300 г, а с оснасткой - 18,2 кг. Потребляя мощность 3600 Вт при тяге 1 мГ, он обладал большим удельным импульсом (отношением тяги, развиваемой двигателем, к секундному расходу топлива) - 3100 с, что значительно превышало по этой важнейшей характеристике экономичности возможности ракетных двигателей других типов. Интерес к разработке ЭРД за рубежом усиливает значение отечественного приоритета в этой области. Если в настоящее время ЭРД находят применение только в навигационных системах космических аппаратов, то в обозримом будущем они смогут выполнять и функции маршевых двигателей, причем это почти единственно пригодные двигатели для сверхдальних полетов, например за пределы нашей Галактики.
- Малая тяга ЗРД исключает возможность использования их в пределах зоны сильного гравитационного притяжения, т. е. на поверхности Земли, поэтому Глушко хотя и предсказал им большое будущее при работе в космическом пространстве, прекратил на время доработку ЭРД и сосредоточил внимание на создании мощных ракетных двигателей на жидкостном топливе (ЖРД), позволяющих преодолеть зону гравитации и проникнуть в космос, где ЭРД станут эффективными.
Далее...
-
-