Борис Черток - Книга 4. Ракеты и люди. Лунная гонка
Ракетно-космический комплекс Н1-Л3 состоял из трехступенчатой ракеты Н1 и лунного комплекса Л3.
H1 – трехступенчатая ракета с поперечным делением конструктивно подобных ступеней. Ступени соединены между собой переходными фермами, обеспечивающими свободный выход газов при запуске двигателей последующей ступени.
На всех трех ступенях ракеты используются ЖРД на кислороде и керосине, разрабатываемые в ОКБ-276. Силовая схема ракеты представляет собой каркасную оболочку, воспринимающую внешние нагрузки. Внутри этого каркаса размещены сферические топливные баки. На всех ступенях баки горючего впереди. В состав двигательной установки первой ступени входят 24 двигателя НК-15 тягой у Земли по 150 тс. Сейчас, докладывал Крюков, мы ведем проработку по увеличению числа двигателей первой ступени до 30. Шесть двигателей будут размещены по внутреннему кольцу, а 24 внешнего кольца останутся на своих местах. На второй ступени – восемь таких же двигателей, но с высотными соплами – НК-15В. На третьей ступени – четыре двигателя НК-19 с высотными соплами. Все двигатели работают по замкнутой схеме, то есть с дожиганием газа после его отработки на турбонасосном агрегате (ТНА). Приборы систем управления и телеметрии располагаются в специальных отсеках на своих ступенях. Основные приборы системы управления тремя ступенями находятся в приборном отсеке третьей ступени. Принятая аэродинамическая компоновка позволяет свести к минимуму потребные управляющие моменты и использовать для управления по тангажу и курсу принцип рассогласования тяги противоположных двигателей на первой и второй ступенях. Для управления по крену используются специальные управляющие сопла. Для контроля работы двигателей разрабатывается специальная система диагностики КОРД, которая дает команду на отключение двигателя при возникновении признаков его возможного отказа. Одновременно отключается диаметрально противоположный двигатель. В отличие от всех современных ракет источником электроэнергии является турбогенератор переменного тока.
Блоки и отсеки ракеты очень велики, поэтому на заводах-изготовителях создаются только транспортабельные части. Сварка баков, сборка блоков и монтаж всей ракеты должны осуществляться в монтажно-сборочном и испытательном корпусе, строящемся ныне па полигоне. Там фактически будет филиал куйбышевского «Прогресса» – головного завода – изготовителя ракеты.
Чтобы вывести на околоназемную орбиту высотой 200 километров полезный груз массой 90-93 тонны мы проводим ряд мероприятий, главным из которых является установка на первой ступени еще шести двигателей. Высота ракеты вместе с головной частью Л3 – 105,3 метра. Стартовая масса – 2820 тонн. Масса кислорода 1730 тонн и керосина 680 тонн. Система Л3 состоит из разгонных ракетных блоков «Г» и «Д», ЛОКа (собственно корабль и ракетный блок «И») и ЛК (собственно корабль и ракетный блок «Е»), головного обтекателя, сбрасываемого при достижении определенных скоростных напоров, и двигательной установки системы аварийного спасения.
ЛОК состоит из спускаемого на Землю аппарата и бытового отсека, на котором расположен специальный отсек с двигателями ориентации и причаливания и агрегатом системы стыковки, приборно-агрегатного отсека и энергетического отсека, в котором размещается ракетный блок «И» и ЭХГ – электрохимический генератор системы электропитания на кислородно-водородных топливных элементах. Бытовой отсек ЛОКа одновременно служит шлюзовой камерой при переходе космонавта через открытый космос в лунный корабль перед спуском на Луну и при возвращении. Все путешествие от Земли до Луны космонавты совершают без скафандров. Скафандр надевается космонавтом перед переходом из ЛОКа в ЛК.
ЛК состоит из герметичной кабины космонавта, отсека с двигателями ориентации и «пассивным» агрегатом стыковки приборного отсека, лунного посадочного устройства и ракетного блока «Е». Электропитание всех систем ЛК осуществляется аккумуляторными батареями, установленными снаружи. Управление посадкой впервые в отечественной практике ведется с помощью БЦВМ и частично дублируется ручной системой, которая позволяет космонавту совершать ограниченный маневр для выбора места посадки.
Полет Н1-Л3 будет совершаться по следующей программе:
вывод ракетой-носителем H1 на орбиту ИСЗ с временем пребывания на орбите в течение суток для проверки готовности всех систем Л3 к отлету в сторону Луны;
разгон Л3 блоком «Г» на траекторию полета Земля – Луна, при этом двигатель блока «Г» работает до полной выработки топлива, после чего блок «Г» отбрасывается; доразгон блоком «Д» до заданной скорости, затем с его помощью – две коррекции траектории и торможение, приводящее систему Л3 на орбиту ИСЛ; время полета до Луны 3,5 суток, а пребывание на орбите ИСЛ не более 4 суток;
переход с помощью блока «Д» с круговой орбиты на эллиптическую;
переход одного из космонавтов из ЛОКа в ЛК через открытый космос;
отделение от ЛОКа лунной посадочной системы в составе блока «Д» и ЛК;
ориентация системы с помощью блока «Д» и торможение для спуска с орбиты;
отделение блока «Д» и увод его в сторону, чтобы избежать столкновения с ЛК;
посадочные торможения с помощью блока «Е», маневр по выбору места посадки, посадка на Луну;
выход космонавта из ЛК на поверхность Луны, проведение предусмотренных исследований, сбор образцов грунта и возвращение в ЛК; пребывание на поверхности Луны не более 24 часов;
взлет ЛК с Луны с помощью блока «Е», сближение и стыковка с ЛОКом, переход космонавта из ЛК в ЛОК через открытый космос и отбрасывание ЛК;
разгон ЛОКа с помощью блока «И» по траектории Луна – Земля, проведение одной-двух коррекций за время полета в течение 3,5 суток;
отделение спускаемого аппарата ЛОКа, вход его в атмосферу Земли со второй космической скоростью, планирующий спуск и посадка на территорию СССР.
Общее время экспедиции рассчитано на 11-12 суток.
Большинство присутствующих на совещании впервые и очень заинтересованно знакомились с устройством Н1-Л3 и схемой полета. Последовали вопросы:
– А не страшно ли одного космонавта выпускать на поверхность Луны?
– А если он упадет, не сможет вернуться в ЛК, какое решение примет командир, оставшийся на орбите?
– Почему у американцев на Луну будут выходить двое, а у нас один?
Но самыми трудными были другие вопросы: в какой стадии разработка всех блоков, кораблей, систем, когда будет общий план и график работ, когда будут выданы все исходные данные разработчикам, какие предусмотрены экспериментальные установки и когда заводы получат рабочую документацию для производства?
Чтобы не допустить вносящей сомнения дискуссии, Королев сам отвечал на все вопросы, иногда шутливо, но большей частью серьезно, стараясь показать, что успех всей программы зависит от каждого здесь присутствующего.
Это было первое столь широкое совещание по программе Н1-Л3, проходившее на фоне подготовки к полету трехместного «Восхода». Оно закончилось оптимистически, несмотря на то, что в августе 1964 года детального проекта системы в целом еще не было. Проект, в котором более-менее сходились концы с концами, появился только в декабре 1964 года. Он был быстро рассмотрен и утвержден экспертной комиссией Келдыша.
Постановления и последующие приказы ГКОТ обязывали нас выдать до конца 1964 года всем участникам работ технические задания. Это было дело исключительной трудности. Во многом следовало формулировать условия задач, еще не очень понимая, какие ответы мы хотим получить. В этих случаях коллективные мозговые атаки энтузиастов не только помогали постановке задачи, но и подсказывали пути решения. Наиболее ожесточенные споры разгорались между заказчиками и исполнителями, когда, оговорив принципы и параметры системы, доходили до определения массы. Под давлением Мишина и Королева, отвечавших за характеристики носителя, и Бушуева, отвечавшего за проект лунных кораблей, проектанты: ракетчики и корабельщики – занимали в борьбе за снижение массы систем непримиримую позицию. Все без исключения разработчики бортовых систем, перечисленные в постановлениях, требовали увеличить отпущенные им лимиты по массе. Торговались иногда за тонны, а иногда за десятки граммов. Однако суммарное перетяжеление по всем системам и агрегатам, пока еще только на бумаге, уже выглядело устрашающе.
В нашей предыдущей практике не было случаев, чтобы масса изготовленных систем была равна предусмотренной в проектах. Зачастую превышение согласованной при проектировании массы доходило после производства и доработок по результатам испытаний до 100%.
Глава 4. ТРУДНЫЙ РАЗГОВОР С КОРОЛЕВЫМ
В середине ноября 1964 года я оторвался от бесперспективных поисков и споров по снижению массы Л3 и погрузился в кипящую производственно-испытательную деятельность. Шла подготовка третьей «Молнии» (предыдущие запуски были неудачными), «Восхода» с выходом космонавта в открытый космос, сеансов связи с автоматической межпланетной станцией, летящей в сторону Марса с неоткрытыми солнечными батареями. У меня в кабинете было полно галдящих и курящих соратников, когда последовали частые звонки прямого вызова от Королева. В кабинете все притихли и слушали мои ответы.
