Лев Андреев - Янгель: Уроки и наследие
Для дальнейшего обсуждения представляет интерес мнение М.К. Янгеля в распределении "ролей" при создании новой ракеты. Действительно, если допустима такая аналогия, то баллистическую ракету с автономной системой управления можно сравнить с ее творцом. А, развивая это предложение, многочисленным узлам и агрегатам ракеты поставить в соответствие адекватные органы в живом организме, которые обеспечивают его жизнедеятельность.
Итак, если двигатель любой машины принято сравнивать с сердцем человека (или наоборот, когда пытаются характеризовать здоровое сердце), а мозгом и нервной системой в конструкции несомненно является система управления, то корпус ракеты — это туловище живого организма со всеми многочисленными, в том числе не только силовыми, но и разделительными (от окружающей среды) и защитными функциями.
Корпус ракеты — это в то же время огромное количество других самых разнообразных систем, которые по значимости в ее "жизнедеятельности" являются не менее важными. Ни один живой организм не может существовать без сосудов и систем (кровеносных, пищеварения, дыхания), обеспечивающих функционирование главных "агрегатов". В конструкции ракеты эти функции возложены на топливные емкости и, вместе с подводящими трубопроводами, на пневмогидравлическую систему. "Находят" своих аналогов в разумном организме и органы управления, различные клапаны и многие другие узлы и агрегаты ракеты.
Человеку вообще свойственно применять к механизмам свои человеческие понятия и категории. Так у ракеты есть "жизненный" путь — последовательность прохождения ею всех этапов от изготовления до пуска. Есть у нее и свои поколения. И не только в принятом понимании от одноступенчатых малой дальности до межконтинентальных, но и внутри одного класса, например Р-16, Р-36, Р36М, Р36М2.
Свойственны ракетам и "врожденные дефекты", заложенные при проектировании или изготовлении, о чем свидетельствуют аварийные пуски. И чем раньше они окажутся выявлены, тем (как и у человека) легче лечить недуг. Ракеты "дышат", чтобы избежать разрушения баков при перепаде температур, и даже могут "потеть" при изменении влажности в шахте. Понятие "управляемости", определяемое способностью подчиняться при реализации решений, тоже свойственно живым и рукотворным конструкциям.
Эти и другие аналогии будут невольно прослеживаться в дальнейшем при обсуждении путей развития самого мощного оружия ХХ века и анализе тех проблем, которые пришлось преодолеть на этом пути.
Становление конструктивно-силового совершенства
На всех боевых ракетах в качестве топлива для двигателя использовались высококипящие компоненты. На ракете Р-12 применялся азотно-кислотный окислитель АК-27И (27 %-ный раствор окислов азота в азотной кислоте) и один из видов керосина — углеводородное горючее ТМ-185. На всех последующих ракетах горючее — несимметричный диметилгидразин и окислитель — азотная кислота АК-27И. И это лишь свидетельствует о том, что с самого начала, уже при разработке первых ракет, особое внимание уделялось обеспечению высокой степени готовности к запуску. После получения команды на пуск время до старта ракеты должно было исчисляться минутами. Эта задача частично решалась с помощью указанных компонентов топлива, которые самовоспламенялись без взрыва при их соединении в газогенераторе и камере сгорания двигателей конструкции В.П. Глушко. Компоненты топлива могли при необходимости храниться в баках ракеты.
Уже на первых порах сторонники кислородного направления не упускали случая выразить свое негативное отношение к начинаниям нового конструкторского бюро. Характерный эпизод вспоминает инженер М.И. Галась, оказавшийся невольным свидетелем явно неинженерного диалога, спровоцированного одной из сторон.
В коридоре НИИ-229, на стендах которого производились огневые испытания двигателей, встретились два бывших сослуживца, два Василия: первый — заместитель С.П. Королева — Василий Павлович Мишин и бывший заместитель С.П. Королева по конструкции, а ныне первый заместитель М.К. Янгеля — Василий Сергеевич Будник. Как всегда энергичный и категоричный в суждениях В.П. Мишин первым обратился к В.С. Буднику:
— Привет, Василий Сергеевич! Привезли твое чудо?
Да, — дружелюбно улыбаясь ответил В.С. Будник.
— Решили заправить его каким-то г…ом и думаете, что все заработает? — истинно в своем духе закончил вопрос В.П. Мишин.
В ответ на бестактную остроту, недолго думая, В.С. Будник парировал:
— А у Вас работает тогда, когда дернешь за ручку унитаза, — напомнив, что лучше бы В.П. Мишину заботиться не о чужих проблемах, а решать собственные, связанные с гидроударами, которые возникали на входах в насосы ракеты Р-7.
Принятые компоненты топлива определяли и конструктивно-силовые схемы основных отсеков и типовых узлов в корпусе ракеты. Становление их происходило, в основном, в процессе создания ракет первого поколения.
Компоновка ракет Р-12, Р-14 и обеих ступеней ракеты Р-16 выполнялась по одной схеме и включала последовательно бак окислителя, приборный отсек, бак горючего, двигательный — на общепринятом конструкторском лексиконе — хвостовой отсек. Боевое оснащение всех ракет — головные части с ядерным зарядом. На первом этапе на ракете Р-12 предусматривалась установка двух вариантов головных частей с обычным взрывчатым веществом (ВВ). Все топливные емкости выполнялись по схеме несущих баков сварной конструкции, изготовленных из одного и того же материала Амг-6. "Сухие" отсеки — приборный и хвостовой — клепаные, из традиционного для таких узлов материала Д16Т. Для продольного силового набора применялся и алюминиевый сплав В-95.
В силовой схеме конструкции баков ракеты Р-12 в определенной степени прослеживается влияние решений, принятых при создании ракеты Р-5 конструкции С.П. Королева, это — гладкие оболочки, подкрепленные поперечным силовым набором — шпангоутами, получаемыми штамповкой из листового материала и привариваемыми с помощью сварных точек. В баке окислителя впервые (из соображений центровки) было установлено промежуточное днище. В связи со значительным увеличением веса ракет, а следовательно, и осевых сил, действующих на баки ракет Р-14 и Р-16 в полете, по сравнению с ракетой Р-12, как показал анализ проектных проработок, схема гладких оболочек приводила к существенному увеличению веса конструкции. Новые конструкции — всегда носители передовой технологии. Решить проблему облегчения несущих оболочек баков удалось, применив продольные несущие силовые элементы — стрингеры.
Первоначально, в процессе эскизного проектирования, был заложен вариант, в котором стрингеры и соответственно шпангоуты крепились с внутренней стороны к оболочке бака с помощью сварных точек. На ракете Р-16 на определенном этапе рассматривался даже вариант с наружным расположением стрингеров, захватывающих оба бака и приборный отсек между ними. Схема с наружным расположением стрингеров имела определенные преимущества с точки зрения простоты технологии изготовления и силовой завязки стрингеров и шпангоутов. В этом случае удавалось избежать применения не только трудоемких в изготовлении и имевших значительную массу фитингов для крепления стрингеров к шпангоутам, но и искажавших продольную ось стрингеров "подсечек" при заделке их на шпангоуты. Однако ни в одном проекте, не только в конструкциях янгелевских ракет, но других КБ, в дальнейшем схема наружных стрингеров не получила развития, и для всех силовых завязок принималось внутреннее расположение стрингеров. И лишь десятилетия спустя схема наружного расположения стрингеров была успешно реализована французскими и японскими конструкторами.
