Тайны ракеты Н-1

Особую сложность для конструкторов А.Д. Гулько и В.В. Виноградова представляли узлы передачи тяги 24-х двигателей на корпус первой ступени, а для конструктора А.Н. Вольцифера – разветвленной системы подачи топлива из баков в насосы. Она обуславливалась недостатком времени у прочнистов О.И. Малюгина на разработку методов расчета. В режиме острого дефицита времени трудился и наш сектор, обеспечивавший прочность ракеты как целой конструкции для всех этапов эксплуатации, условия которой еще не были четко установлены. А главный конструктор торопил, желая побыстрее втянуть в дело явочным порядком побольше предприятий. И удивлялся: "Все время натыкаемся на различные недоработки. Этим летом выяснилось, что целый ряд параметров был выбран неправильно. Чем объяснить?"

Лишь после защиты эскизного проекта HI стало ясно, почему Пилюгин согласился с ее компоновкой. Оказалось, что математик Раппопорт уверил его в том, что ее динамические характеристики будут мало отличаться от характеристик ракеты Р7. Не разбираясь в особенностях нагружения частей конструкции при колебаниях, он не учел в своей математичесой модели ракеты упругость тяжелых подвесных баков. Внезапный взрыв этой бомбы напугал не только Пилюгина. Обрисованная им безысходность положения привела в замешательство и Королева. Ведь изменить компоновку ракеты уже было невозможно и даже неизвестно как. В его объяснениях сложившейся кризисной ситуации партконференции предприятия звучала растерянность: "т.т. Крюков, Лавров – опытный человек – просмотрели ошибку т. Раппопорта, а т. Гладкий, доктор наук, заслуженный человек, поправил ошибку. Ошибка ошибке рознь… Шла какая-то возня, одни считали по-своему, другие по-своему. Самое худшее…, что по сути дела, работа заведена в тупик."

Внимание к ракете HI резко повысилось после экспериментального взрыва ядерной супербомбы, для транспортировки которой к потенциальной цели не имелось иных средств. И было выпущено новое постановление, привлекавшее в директивном порядке к ее разработке в ранее установленный срок всех нужных смежников, в том числе и Бармина.

Поскольку этот срок для последнего был совершенно неприемлемым, он потребовал снять с него всякую ответственность за создание наземного комплекса. Однако и на академика нашлась управа, и он вынужден был все же приступить к его эскизному проектированию. А вот завершить это проектирование ему разрешили в декабре 1963 г.

Построить за два года завод, пусковую платформу и стартовые позиции было практически невозможно. В результате у всех участников проекта HI появилась надежная ширма для прикрытия фактического состояния своих дел.

Корректировать постановление правительства из-за Бармина никто не решался, а Королев и не хотел, ибо уже обращался с просьбой к Смирнову о привлечении вместо него других главных конструкторов , поскольку "мы предвидим со стороы Бармина не только возражения против наших предложений".

Тот сразу заявил, что сооружение на Байконуре высотного цеха не по зубам строителям, и предложил перейти к сборке ракеты в горизонтальном положении. Заверил, что стоимость изготовления необходимого для этого транспортера, способного переводить ее в вертикальное состояние на стартовой позиции, соизмерима со стоимостью пусковой платформы. Сергей Павлович встретил это предложение с недоверием, так как против него энергично выступали технологи завода. Да и американцы ведь не дураки – все просчитали. Совещался со строителями, заводчанами и такелажниками. Более всего сомневался в возможности точного опускания стометровой махины одновременно на все опоры хвостового отсека ракеты. Поручил мне выдать Бармину ограничения на все проводимые в таком случае операции, исходя из прочности ее конструкции. Тот, разумеется, воспринял их с большим неудовольствием. Но в конечном счете взялся и за их реализацию.

А Королев продолжал колебаться. За три дня до совещания главных по данной проблеме направил Удальцова и меня в качестве консультантов в ленинградский технологический институт судостроения, который занимался когда-то перевозкой отсеков подводных лодок. Выслушав нас, его директор неохотно вызвал своих ведущих сотрудников и попросил их связаться с нужными специалистами и поработать с нами, заметив:

"Вряд ли мы сможем решить ее, да еще в течение двух дней, поскольку она не по нашему профилю. Но некоторую помощь мы постараемся вам оказать, как я и обещал Сергею Павловичу."

Мотивов для возложения на себя ответственности за столь важное решение у него не имелось, и он отделался заключением, что в экономическом плане оба варианта равноценны.

– Приехали? – радостно встретил нас утром Королев. – Хорошо! Ждите. Я вас вызову.

Часа через три мы с удивлением увидели в его кабинете этого директора и раздраженного главного конструктора, который, сдвинув брови, набросился на нас: "Ну, покажите чертежи! Нет? – скривив губы глянул он в его сторону. – А зачем вы туда ездили ? На экскурсию в Эрмитаж? Консультировать? Вам дали ответственное задание, связанное с решением принципиального вопроса, который имеет огромное значение для построения всего наземного комплекса изделия. А как вы отнеслись к этому? Ведь завтра совещание. Что мы скажем?"

Позвал секретаря и велел сообщить в бухгалтерию, чтобы нам не оплачивали командировочные, а нас отправил в отдел готовить срочно нужные расчеты И плакаты. Зашел к нам поздним вечером: "Получается?"

Более часа, сидя за кульманом, задавал с шутками вопросы по обоим вариантам транспортировки. Американский смущал тем, что при взрыве ракеты на старте выходила из строя и сложная, дорогая пусковая платформа. А возможности взрыва он не исключал и планировал сооружение второй стартовой позиции на расстоянии, обеспечивающем сохранность в этом случае стоящей на ней машины.

Приняли компромиссное предложение о сборке всех ступеней ракеты в вертикальном положении и соединении их между собой и с полезным грузом – в горизонтальном положении. Но при этом Королев решил не прекращать работы и по американскому варианту сборки, так как "может случиться , что придется к нему вернуться".

Возврат к традиционной горизонтальной сборке реанимировал сложившуюся у нас технологию подготовки ракет к пускам, отличавшуюся повторением контрольных испытаний их систем непосредственно перед стартом вследствие сравнительно невысокого уровня надежности и этих систем, и самих испытаний. Хотя операция подъема ракеты не оказывала абсолютно никакого влияния на работоспособность оборудования и аппаратуры, главные конструкторы почему-то вдруг дрогнули идти по пути американцев – проводить на стартовой позиции испытания лишь систем, связанных с заправкой ракеты. Слишком большим был груз ответственности, который непрерывно возрастал по мере разработки проекта.

В результате на стартовой позиции вместо одной кабельной мачты без кругового обслуживания появилась башня. Ее грандиозный вид с лифтом и множеством площадок, охватывавших ракету снизу доверху, возмутил руководство отрасли. Ведь ее приходилось еще и отводить на приличное расстояние перед пуском. Вводили горизонтальную сборку ради экономии средств, а пришли к ее значительному повышению. И руководство отказалось финансировать се разработку. Потребовалось изыскать более дешевый способ обслуживания ракеты на этой позиции.

Время текло неумолимо, а компоновщики ничего путного не находили. Рассматривали даже возможность применения для этого аэростатов. Воспользовавшись прибытием на полигон Смирнова, Королев собрал там по данной проблеме Совет Главных конструкторов, на мнение которого охотно опирались все высокие руководители, поскольку он эффективно растворял персональную ответственность за решение сложных задач в коллективную безответственность. Тут и предложили привлечь к делу скалолазов, снабдив их специальными башмаками с магнитной подошвой. Столь простой способ был встречен возгласами одобрения и рекомендациями по обеспечению их безопасности, в частности, по дополнительному оснащению и магнитными перчатками. Подводя итоги этого спонтанного обсуждения, Сергей Павлович обратил внимание присутствующих на то, что писавший протокол Совета молодой инженер Б.П. Сотсков ехидно улыбается.

"Думает: вот чудаки собрались! Ракеты то делают ведь из немагнитных материалов."

Выждав, когда затих смех, спросил: – Может быть кто-то знает еще какой-нибудь подобный способ? Нет? Тогда давайте послушаем специалистов. Поскольку Смирнов воспринимал их выступления молча, без вопросов и замечаний, молчал и министр. В результате решение о строительстве башни было принято единогласно.

В процессе выпуска ее чертежей конструкторы столкнулись с трудностью обеспечения связей площадок с объектами полезного груза, который вследствие явления "ветрового резонанса" сильно колебался в направлении, перпендикулярном потоку воздуха. Мы посмеивались, а Бармин раздул проблему и потребовал снижения интенсивности этих колебаний. Повышать из-за этого жесткость космических объектов, то есть массу их конструкции, компоновщики Константина Давидовича Бушуева не желали. Предложение о прикрытии всего груза (длиной 30 м) жестким сбрасываемым в полете обтекателем вызвало бурный протест. Меня заставили обосновать экспериментально точность расчета указанных колебаний, для чего пришлось срочно изготавливать (при содействи министра) на заводе "Прогресс" в Куйбышеве конструктивно подобную де- сятимстровую модель ракеты и продувать ее в большой аэродинамической трубе ЦАГИ при различных скоростях ветра. В последнем для этого создали специальную лабораторию Аркадия Луговцова.

Хотя сброс громоздкого обтекателя диаметром пять метров представлял задачу более сложную, чем изготовление подвижных площадок башни, мы вынуждены были приступить к его разработке. Академика Бармина наши трудности не интересовали. А число их неуклонно росло, ибо всякое новое решение плодило и новые проблемы.

Существенное увеличение объема строительных работ по стартовой позиции сдвигало срок ввода ее в строй, что ставило под удар процесс экспериментальной отработки ракеты HI. Выход виделся в поэтапном ее проведении, начиная с пусков ракеты HI со стартовой позиции Р7. Однако по окончании эскизного проекта этой ракеты выяснилось, что для нее требуется своя система управления, создать которую к нужному времени Пилюгин физически не мог.

И академику Королеву ничего не оставалось делать, как выступив с разумным, но запоздалым предложением о приостановлении проектирования "Протона" с целью концентрации ограниченных ресурсов отрасли на реализацию его программы. Запоздалым потому, что почвы для объединения усилий главных конструкторов в таком направлении уже не существовало – слишко далеко они ушли в разные стороны. И разгорелась жестокая борьба за место под солнцем.

Академики Челомей и Глушко, вполне естественно, принялись доказывать, что конструкция "Протона" с несущими баками более рациональна, чем Н 1 с подвесными баками и обладает лучшими эксплуатационными свойствами в качестве боевой машины. С ними соглашался и заказчик. Но Королев уверял, что дело не в совершенстве конструкии отдельных машин, а в надежности и экономичности семейства унифицированных ракет-носителей. В том же духе высказывался и Кузнецов : "Нужен максимально унифицированный носитель и минимально – единый план! А у нас – раскол!"

Чувствуя слабость своей позиции, академики перешли в контратаку – навалились на компоновку HI. Голословно, исходя лишь из теории вероятностей, обвинили ее в малой надежности, вследствие использования большого числа двигателей. Заявляли, что HI – это не ракета, а "склад двигателей на борту". И предложили, в свою очередь, прикрыть ее проект и приступить к разработке сверхмощного двигателя и новой сверхтяжелой ракеты пакетной схемы. Их негласно поддерживал в этом и министр, находившийся под прессом, с одной стороны, нереальных сроков изготовления HI, и, с другой стороны, необходимостью обеспечения работой многотысячных коллективов, стоявших за спиной всех главных конструкторов.

Опираясь на ту же теорию вероятностей, Мишин настойчиво объяснял им, что, наоборот, благодаря значительному количеству двигателей надежность Н1 возросла за счет резервирования их числа введением специальной системы, выявлявшей ненормально работавший в полете двигатель и своевременно выключавшей его. При этом, правда, умалчивал о влиянии ее надежности на надежность ракеты. Было даже дано заключение о нецелесообразности проектирования сверхмощного двигателя, да еще на токсичных компонентах топлива.

Дискуссия велась на высшем уровне без привлечения широкого круга специалистов и потому носила декларативный, политический характер. Исход сс решило министерство обороны, не желавшее рисковать на этапе завершения разработки ракеты "Сатурн-1". Возражал против прекращения создания "Протона" и Келдыш: "Снимать УР-500 невозможно!" В итоге его экспертная комиссия официально приостановила все работы по ракете Н1, и чрезвычайно огорченному Сергею Павловичу пришлось заказывать похороны своей идее унификации ракет-носителей.

Но они не охладили пыл борьбы главных конструкторов. Атаки на HI и на УР-500 ("Протон") усилились. Опять принялись мусолить надоевший веем вопрос о выборе компонентов топлива с позиций, исключавших возможность выработки единой программы.

С заключением международного договора о запрещении испытаний термоядерного оружия, интерес правительства к HI снизился, что выразилось в резком сокращении финансирования строительных работ у Кузнецова и на полигоне. Министр обороны А.А. Гречко запретил военным даже участвовать в сооружении для нее стартовой позиции, эскизное проектирование которой уже завершалось Барминым.

В такой неблагоприятной обстановке руководство ОКБ-1 усматривало возможность спасения проекта HI лишь в рискованном вступлении в приоритетное соревнование с американцами в "осуществлении экспедиции с людьми на поверхность Луны". И в конце 1963 г. Королев направил соответствующую докладную записку о том, что "ее организация должна рассматриваться как основная его задача".

Высадка на поверхность Луны двух космонавтов двумя пусками ракеты HI выглядела дорогой и, главное, рискованной. А для выведения их корабля одним пуском, как делали американцы, требовался другой носитель, грузоподъемностью сто тонн. Отдел С.С. Крюкова показал, что и грузоподъемность HI можно в принципе довести до 95 т простой установкой шести дополнительных двигателей Н.Д. Кузнецова (в центре хвостового отсека первой ступени) и соответствующим увеличением массы топлива в ее баках. И одним пуском посадить на Луну только одного космонавта, но с большей вероятностью в успехе.

Естественно, что такая программа, дублирующая американскую на более низком уровне, могла рассчитывать на поддержку ЦК лишь при условии появления этого космонавта там раньше астронавтов. Так как другого способа спасения ракеты не имелось, ее главные конструкторы пошли в марте 1964 г. к Н.С.Хрущеву. И он дал старт бешеной, драматической погоне за уже далеко ушедшими американцами.

Королева не пугали трудности реализации столь грандиозной программы и масштабы самого проекта, поскольку к данному времени он обладал нужной для этого властью. Свои выдающиеся организаторские способности он сосредоточил на проектировании в службе К.Д. Бушуева разгонных блоков и кораблей лунной экспедиции, отличавшихся необычностью и новизной компоновки, образовав по каждому из них специализированные подразделения. Разработку же конструкции ракеты HI полностью доверил своему заместителю С.О. Охапкину, а ее проектные дела – Крюкову, которого также возвел в ранг заместителя главного конструктора. Оперативную координацию работ по изготовлению и контрольным испытаниям ракеты возложил на ведущего конструктора Б.А. Дорофеева. Создание же системы контроля функционирования множества двигателей первой ступени HI, приобретшей (благодаря стараниям В.П. Глушко и В.Н. Челомея) принципиальное значение для ее судьбы, возглавил его заместитель Б.Е. Черток.

Конструкторы Э.И. Корженевкого быстро подготовили чертежи на ферму крепления центральных двигателей и цилиндрические вставки в сферических баках первой ступени. Когда через пару месяцев установленные нами новые требования к прочности конструкции ракеты легли Королеву на стол, он помчался к Охапкину. Тот сначала ужаснулся, а затем с непонятной радостью побежал к главному конструктору. Нужно останавливать производство и делать снова всю рабочую документацию. Выросли нагрузки на все части HI.

Возбужденный Королев немедленно вызвал меня, Лаврова и Мишина, которому подчинялся расчетно-теоретический отдел.

– Гладкий ставит нас на колени! Мы не можем ни в коем случае отзывать чертежи, спущенные в цеха заводов. Сейчас же смотрите, что надо делать ! Приходилось лишь удивляться опрометчивости опытных компоновщиков, упустивших из виду это обстоятсльтво при лихом повышении на четверть числа двигателей ракеты, в результате которого теперь нужно было наспех, в течение дня в нервозной обстановке изыскивать способы уменьшения объема изменения параметров конструкции.

По делу следовало, конечно, в данном случае проектировать новую ракету и по пакетной схеме. Но уже не могла идти речь даже о возврате к двухпусковому варианту экспедиции. Удалось снизить нагрузки только на некоторые части конструкции верхних ступеней посредством ограничения максимального ускорения путем более раннего выключения вводимых центральных двигателей за счет сравнительно небольшой потери грузоподъемности ракеты.

В процессе проектирования у нас всегда кто-то попадал в безвыходное состояние, вынуждавшее его находить нестандартные решения. И вот дошла очередь и до конструкторов, находившихся в КБ в привилегированном положении из-за непопулярности их тяжелой работы, сводившейся к выполнению решений компоновщиков. И Охапкин пошел на огромный риск повсеместного использования в конструкции еще недостаточно освоенных новых высокопрочных материалов и (пользуясь отсутствием официальных норм прочности на HI) на уменьшение до предела коэффициентов безопасности, а именно: уровня, допускаемого для беспилотных боевых ракет простейшей конструкции. Он отчетливо сознавал, что это чревато неизбежным ростом объема доработок ее элементов по итогам испытаний на прочность на стадии изготовления ракеты. Однако другого выхода из созданной проектантами критической ситуации у него не имелось.

Хотя указанное изменение компоновки ракеты HI будоражило в основном подразделения КБ, отставание всех работ по се созданию составляло к началу 1964 г. уже один-два года. Главные конструкторы срыв правительственных сроков объясняли, как всегда, объективными причинами, в частности, несвоевременным финансированием. Королев не оправдывался, а предпринимал все возможное для расширения фронта работ. Молодых специалистов вышибали во всех технических институтах и и университетах страны, рабочих набирали в окрестных деревнях, а на подсобные и строительные работы направляли солдат. К выпуску конструкторской документации подключили и создаваемый Д.И. Козловым при самарском заводе "Прогресс" филиал нашего КБ.

Официальный перенос начала летных испытаний новым постановлением ЦК и Совмина на конец 1966 г. фактически не облегчил положение, но дальше отодвигать его было просто некуда, да и главные конструкторы хором пели, что если нужно, будет сделано! При этом, правда, старались не выпячивать свои трудности технического характера, прячась за широкую спину Бармина, отставание сооружения его грандиозного стартового комплекса было на виду.

Сомневаясь в успехе амбициозной экспедиции, Н.С. Хрущев не торопился с подписанием постановления, требуемого для разработки головного блока ракеты. Ведь мировая общественность уже была успокоена его заявлением, что "в настоящее время Советский Союз не планирует полетов космонавтов на Луну".

Поборов честолюбие, Королев пошел на "союз" с Челомеем, формировавшим свою программу освоения космического пространства с помощью ракеты "Протон". Договорились, что в порядке страховки от провала лунной экспедиции он разрабатывает ее вариант облета Луны космонавтом. Далее, учитывая невысокую надежность и такой страховки, предусмотрели реализацию обеих программ осуществлять в условиях строгой секретности.

Благодаря такому "союзу", нужное постановление "О работах по исследованию Луны и космического пространства" вышло в августе 1964 г. В конце года эскизный проект головного блока был представлен экспертной комиссии Келдыша, которая формально и дала старт бешеной погоне за американцами по ухабистой дороге, заваленной известными и неизвестными проблемами. А возможности влияния на их решение у Королева после снятия Хрущева и наметившейся тенденции к пересмотру всех планов развития космонавтики сильно уменьшились. Его рейтинг в номенклатурных кругах постепенно падал. Дело дошло до того, что новый министр общемаша А.А. Афанасьев демонстративно продержал его более часа в приемной. А раньше его всегда ждали и он обычно появлялся минута в минуту. Посыпались жалобы в ЦК на то, что Королев превратил КБ в свою вотчину, в которой что хочет, то и делает. Что упорно не желает разделить должности главного конструктора и начальника предприятия, а также дать большую свободу ведущим конструкторам по объектам, хотя не успевает оперативно реагировать на большой поток информации.

"Протон"

Ракета Н-1

Сергей Павлович, несмотря ни на что, продолжал твердо идти к цели и уверял ,"что можно через год уже начать летную отработку носителя и лунной системы" , для чего следует прекратить работы по УР-500, как отвлекающие силы и средства и мешающие решению главной задачи. В ответ снова активизировал свои нападки на HI Челомей, заявлявший, что она ничего не дает по сравнению с "Сатурном-5" и нужно приступить к проектированию новой сверхтяжелой ракеты УР-700. Убеждал, что Сергей Павлович проиграет посадку на Луну с помощью HI. Келдыш, соглашаясь с Глушко, что "мы, начав первыми в космосе, сейчас оказались последними", ибо США меньшим количеством пусков ракет решает больше задач, а раньше нам во многом "везло", считал, что надо по всем направлениям продолжать работу и не трогать УР- 500. Бросить, наконец, спорить о топливе.

Министр не очень верил Королеву, что за оставшиеся три года "при должном внимании и хорошей организации работ можно решить задачу высадки советских исследователей на поверхность Луны", и разрешил Челомею начать предэскизное проектирование УР-700, а Глушко – сверхмощного двигателя тягой 600 тс. Причем с ориентацией на использование для нее сооружаемой стартовой позиции для HI.

Видя, что "дела идут все хуже и хуже", Королев призывал смежников к сплочению ради "великой цели – покорения Луны", к "хорошей организации работ по единому плану". Но придать реальность последнему в рамках сроков, диктуемых американцами, было практически невозможно. Не смогли помочь и авторы входившего тогда в моду сетевого планирования. Выслушав их доклад, он махнул рукой:

"Оно не для нас! Принялся к резкому сокращению строительных работ посредством переоценки значимости всех объектов для осуществления первых экспериментальных пусков ракеты, число которых уменьшил вдвое. Приостановил сооружение второй стартовой позиции и отказался от создания огромного огневого стенда для испытаний первой ступени HI."

Последний шаг привел к обострению проблем, связанных с обеспечением надежности работы систем ракеты. Невзирая на тщательные заводские и полигонные контрольные испытания, аварийность их являлась сравнительно высокой. Из последних 14 стартов носителей, созданных на базе Р7, только три прошли без замечаний. Естественно, что подобная степень надежности являлась недопустимой для сверхтяжелых ракет. Министерство усматривало выход в организации на всех предприятиях и службах специализированных подразделений по надежности, а разработчики систем – в увеличении объема их контрольных испытаний. Однако эффективность этих мероприятий была небольшой, так как надежность трактовалась всеми, как способность объекта нормально функционировать при определенных, а не реальных условиях эксплуатации. А они отличались существенно! И неудивительно, что хорошо работавшая перед стартом система выходила из строя после включения двигателей от изрядной встряски ракеты или в течение одной-двух минут полета.

Дело было в том, что вызываемая акустическим (звуковым) воздействием струй двигателей вибрация конструкции ракеты происходила в широкой области частот (до нескольких тысяч колебаний в секунду) и могла возбуждать резонансные колебания всех элементов аппаратуры и оборудования, которые нарушали режимы их работы. А отрабатывались все системы ракет на одной частоте (десять колебаний в секунду) – по технологии, установленной немцами для ракеты "Фау-2" .

Лишь после выхода из строя в полете конкретного прибора его разработчик проводил уточнение режимов указанных испытаний на основе измерений фактической вибрации. Понятно, что такая технология являлась непригодной для дорогих сверхтяжелых ракет, поскольку акустическое воздействие увеличивалось при повышении суммарной тяги двигателей. А последняя у HI была на порядок больше, чем у Р7. Американцы полагали, что при старте ракеты "Сатурн-5" это воздействие будет таким же, как при извержении самого мощного в мире вулкана Кракатау.

Брать на себя ответственность за решение данной проблемы, причем на завершающей стадии разработки систем ракеты, институт НИИ- 88 не захотел. Заявлял, что вопросы механической надежности аппаратуры, приборов не являются тематикой его подразделений. Подобной позиции придерживался и С.О. Охапкин, считавший, что ими должны заниматься сами разработчики.

Проблема являлась не только чрезвычайно актуальной, но и интересной. И я добровольно взялся за нее. В секторе имелся подходящий для ее решения энергичный инженер B.C. Патрушев. Выяснили, что весьма осторожные американцы создавали для выявления режимов вибрации конструкции огромные акустические камеры, в которых имитировался рев двигателей. В их авиационных фирмах насчитывалось около десятка таких камер, а в нашей стране не было ни одной, даже маленькой, и наша промышленность не могла их изготовить. Нам их и не продавали, ибо они считались стратегическим товаром. К тому же у нас отсутствовали и огневые стенды испытания первой ступени, которые могли дать какую-то информацию о вибрации ее конструкции. Более того, не имелось и соответствующих вибростендов для испытаний объектов, оборудования и приборов в широком диапазоне частот. Запрет был наложен и на их продажу. Разумеется, что при столь плачевном состоянии экспериментальной базы о пуске HI в намеченный постановлением срок (1966 г.) нельзя было и мечтать. Но, пока всех прикрывала широкая спина главного конструктора наземного комплекса В.П. Бармина, об этом можно было и не шуметь.

Так как нас никто не ограничивал и не контролировал, мы имели право на нестандартные подходы к решению указанной проблемы – посредством априорного установления методов и режимов отработочных и контрольных виброиспытаний объектов всех систем с учетом их назначения и места расположения на ракете. Поддерживал нас только зам. главного конструктора по испытаниям Я.И. Трегуб, организовавший систематические измерения вибраций конструкций летающих ракет , и А.Г. Мунин из ЦАГИ, наладивший измерение акустического воздействия ракетных двигателей. Прямое обращение к главному конструктору об образовании группы для постановки нужных теоретических и экспериментальных исследований не принесло ожидаемых результатов.

"Что вы клянчите трех инженеров? Что они могут сделать? Если бы вы пришли с предложением организовать отдел, я бы занялся этим вопросом."

Действовать мы начали способом шоковой терапии с вновь проектируемых космических аппаратов. Когда при первых же испытаниях из некоторых приборов посыпались элементы, разразились не аплодисменты, а вопли и возмущения их разработчиков. Одни угрожали срывом сроков их поставки, другие – увеличением их массы, третьи жаловались на отсутствие стендов. Руководители КБ молчаливо наблюдали издалека, переключая их справедливый гнев на меня. Патрушев с трудом, но успешно отражал все нападки на уровне испытателей. И лед тронулся во всей отрасли. Королеву была направлена уже докладная записка за подписью его замов В.П. Мишина, С.С. Крюкова и Я.И. Трегуба, на которой он написал: "Согласен, дайте проект приказа, но комплектуйте только за счет лимитов своих кустов".

И вот лишь в середине 1965 г. мы смогли сочинить временные нормы вибропрочности и виброустойчивости оборудования и аппаратуры ракеты HI, а разработчики – приступить к обеспечению их надежности. Многие смежники стали через третьи страны обзаводиться подходящими вибростендами. И.А. Алышевский создал центральную лабораторию виброиспытаний приборов в нашем КБ, а В.А. Кондаков – лабораторию виброиспытаний оборудовании трубопроводов в НИИ-88. Кармишин каким-то образом раздобыл большой японский вибростенд для испытаний агрегатов, а мы с помощью военно-промышленной комиссии Совмина – аппаратуру для автоматической обработки процессов вибрации и акустического воздействия с выставки фирмы "Хьюлетт-Пакард". Многих эти нормы пугали своей жесткостью, особенно в части уровней локальных нестационарных вибраций, вызываемых срабатыванием пороховых зарядов, используемых для разрыва узлов крепления сбрасываемых в полете частей и ступеней ракеты, режимы которых прогнозировались С.С. Бобылевым на основе специальных эспсриментальных исследований и имитировались на ударных стендах различной конструкции.

Только конструкторы спускаемого аппарата осмелились игнорировать его данные и отрабатывать свое оборудование путем многократного подрыва натурных пиросрсдств на макете этого аппарата. Такой подход, исключавший проведение контрольных испытаний каждого штатного экземпляра оборудования, привел впоследствии к трагическому исходу одного из пусков. Из-за разрушения клапана стравливания воздуха от воздействия указанной вибрации погибли космонавты В.Н. Волков, Г.Т. Добровольский и В.И. Пацаев.

По подобному принципу осуществлялась и отработка вибропрочности агрегатов и элементов двигателя главным конструктором Н.Д. Кузнецовым, а именно: посредством огневых испытаний. При этом также исключались контрольные испытания каждого экземпляра двигателя, устанавливаемого на ракету. Кондиционной признавалась партия из шести двигателей при положительных результатах огневых стендовых испытаний двух взятых из нее экземпляров, что, конечно, не гарантировало отсутствие производственных дефектов на остальных четырех.

Значения параметров низкочастотной вибрации конструкции ракеты, влиявших на прочность ее частей и тяжелых агрегатов, определялись нами расчетным путем: при включении двигателей и аварийном выключении – A.M. Волковым, при разделении ступеней – А.В. Денисенко, а для объектов экспедиции – О.Д. Жеребиным и Н. Петровым.

При запуске тридцати двигателей тонкостенная конструкция ракеты подверглась мощному ударно-волновому воздействию. При исследовании его параметров газодинамики НИИТП, в частности Д.А. Мельников и А.А. Сергиенко, совместно с В.А. Хотулевым из НИИ-88 обнаружили, что на ее днище возникает установившаяся пульсация давления с частотой порядка десяти колебаний в секунду. Объясняли ее тем, что замкнутый кольцевой канал, образуемый днищем и поверхностями струй шести двигателей, расположенных в центре и двадцати четырех – по его контуру, является своего рода резонатором. Расчеты, проведенные А.А. Жидяевым и В.К. Кузнецовым, свидетельствовали , что она вызывает недопустимые упругие колебания подвешенных топливных баков ракеты.

Для уточнения ее параметров отдел B.Ф. Рощина спроектировал модель первой ступени в одну пятидесятую натурной величины с имитацией струй двигателей горячим воздухом. Однако и полученные с ее помощью данные выглядели нереальными. Непривыкшие к риску ученые перестраховались – сильно завышали их, мотивируя отсутствием полного подобия. К решению задачи привлекли всех имевшихся газодинамиков, которые потребовали создания модели в одну десятую величины натурной первой ступени и с работающими ракетными двигателями. Ждать, когда разработают нужный им двигатель тягой пятнадцать тонн, конструкторы, разумеется, не могли, и мы перевели эту проблему в научную плоскость. Учитывая невозможность изменения режима колебания баков конструктивным путем, обязали газодинамиков изыскать способ устранения дискретной пульсации донного давления до начала летных испытаний ракеты.

Понимали, что такой шаг вносит в программу лунной экспедиции бомбу замедленного действия, но другого средства ее спасения не имелось. На всякий случай все же ввели нормы вибропрочности, исключавшие возможность появления от указанной пульсации резонансных колебаний элементов оборудования и аппаратуры. А главному конструктору направили предложение о превращении первого пуска ракеты в чисто экспериментальный посредством постановки на нее упрощенного макета вместо объектов лунной экспедиции. Для его рассмотрения он пригласил своих заместителей, которые задавали мне много вопросов, но не высказывали свое отношение к нему. Только Охапкин ворчал, что на изготовление такого макета потребуется почти год. Подобная их нерешительность огорчила Королева.

– Что вы будете делать, когда меня не будет ? – тихо спросил он, и, окинув всех присутствующих взглядом , добавил, – Берегите своего главного конструктора! Я против. Как я буду выглядеть с этой болванкой при удачной работе всех ступеней ракеты? Пусть будет дороже, но мы все же выиграем время! И производство самих объектов будем при этом отрабатывать.

В результате руководство КБ получило отчетливое представление о вероятности аварийного исхода первого старта HI и сознательно пошло на это. Данное обстоятельство невольно снизило остроту положения с контрольными статическими испытаниями частей ракеты, предусмотренными для проверки реализации расчетных условий прочности, выданных проектным комплексом конструкторам.

Компенсировать отставание строительства в НИИ-88 нужной для их проведения лаборатории было нечем. Ведь требовалось много времени и на их подготовку. Предстояло подручными средствами собрать по частям огромную ракету и имитировать все действующие нагрузки. А величины последних поражали воображение – для разрушения одной из частей первой ступени необходимо было приложить систему сил, сумма которых достигала десяти тысяч тонн. Ускорить введение ее в строй Королев не мог. После нового года Сергей Павлович лег под скальпель министра здравоохранения. К огромному сожалению, тот не уложился в нужное время, и сердце основоположника технологии разработки ракетно-космических систем в нашей стране не выдержало затянувшейся операции.

В отличие от пионеров ракетной техники, знаменитых лишь своими великими стремлениями, он реализовывал их. Благодаря редкому сочетанию большого честолюбия, сильной воли и ясного ума, добыл для страны приоритеты в запуске первого спутника Земли, первого аппарата на Луну и первого человека в космос. А по словам В. Гете "сильный ум, преследующий практические цели, – лучший ум на Земле".

Беспокоясь за будущее ракеты Н1 и свое положение, его осиротевшая команда обратилась в ЦК с просьбой о назначении Мишина главным конструктором и начальником КБ, считая, что руководитель "должен хорошо знать весь коллектив, должен быть хорошо известен всему коллективу и пользоваться его доверием".

Поразмыслив пару месяцев, руководство ЦК согласилось с ней. Мишин добился сдвига сроков начала летных испытаний HI еще на год, ссылаясь на неготовность стартовой позиции и прекращения работ у Челомея по носителю УР-700 (соответствующим заключением экспертной комиссии Келдыша). Он до максимума расширил и самостоятельность своих замов, а Дорофеева назначил главным конструктором HI.

К концу 1966 г. после успешного завершения испытаний на прочность множества фрагментов и частей Н1 появилась возможность приступить к испытаниям их в сборе. И вот, при первой же чисто профилактической опрессовке, кольцо крепления двигателей второй ступени неожиданно развалилось при нагрузках, вдвое меньших расчетных. Такого случая в практике нашего КБ еще не было. А ведь сложное кольцо рассчитывали и конструировали самые опытные инженеры отдела Корженевского. Результаты последующих испытаний частей корпуса ракеты, расчет которых вела довольно сильная группа Л.И. Маненка, ошарашивали большой недостачей их прочности. Возникла необходимость обеспечения последней экспериментальным путем, то есть превращения контрольных статических испытаний в отработочные. С этой целью была введена созданная В.Г. Шолуховым система "Прогноз", прекращавшая нагружение при чрезмерном росте напряжения в каком- нибудь элементе. В результате можно было найти все слабые детали всех частей конструкции и оценить эффективность способов усиления их без разрушения. А таких деталей у оптимизированной конструкции было много. В одной из частей первой ступени их выявили более десятка. И сообщения о каждой из них Охапкин встречал возгласом: "Сапожники!" В сущности, без замечаний прошли испытания лишь элементы обтекателя и сферических баков, прочность которых обсчитывалась Ю.М. Кашиоских и группой М.А. Вавулина соответственно. Размах катастрофы вселял ужас. Ведь руководство КБ, уверенное в возможности выхода на пуски ракет без статических испытаний ее частей, в темпе проводило сборку всех ступеней, не дожидаясь их итогов. Теперь требовалось как- то усиливать множество элементов на уже готовых экземплярах ракеты.

Поистине одна беда следует за другой. Обнаружилось, что на собранных полгода-год назад частях начали возникать трещины в деталях, изготовленных из новых высокопрочных материалов. Пришлось конструкторам периодически тщательно осматривать с лупами все элементы всех ступеней ракеты. В общей сложности они нашли и устранили более пятисот такого рода трещин. Потребовалась замена огромного числа крепежных деталей, которые также стали самопроизвольно разрушаться. Такое глобальное бедствие, о размахе которого знали лишь несколько человек, урвало много лет жизни и у Охапкина, и у Малюгина. Сознание того, что по условиям прочности частей носителя лунная экспедиция изначально с момента введения дополнительных двигателей была обречена на провал, их сильно угнетало. Хотя дело было не в ошибках отдельных инженеров, а в том, что наша отраслевая наука в лице головного института НИИ-88, ответственного за отработку прочности HI по постановлению правительства, а также технология производства оказались не на высоте – не были подготовлены к созданию высоконапряженной тонкостенной конструкции предельно малой массы.

Вывоз HI на старт

Провал прочнистов заставил Охапкина включиться в жесткую игру зубров административной системы, известной под названием: "Кто виноват?", ревниво следить за состоянием дел у смежников, чтобы не очутиться последним в продолжавшейся отчаянной погоне за американцами, скорость которой усилилась после того, как они отложили на год реализацию своей программы из-за трагической гибели в начале 1967 г. астронавтов от пожара в процессе подготовки испытательного полета системы "Аполлон".

Первый экспериментальный пуск "Сатурна-5" в ноябре этого же года озадачил нас. И не тем, что прошел успешно, а тем, что в назначенный срок. Чем окончательно подорвал всякое доверие к нашей волевой и совершенно безответственной системе планирования. Министр же лишь усилил нажим на КБ, укоряя в том, что американцы трудятся в три смены, а мы в полторы-две.

Напряжение достигло апогея, когда весной 1968 г. выбыл из нее Бармин – на стартовой позиции началась отработка системы заправки ракеты. А у нас оставались еще нерешенные проблемы. К намеченному сроку пуска на конец года не могли практически никак усилить ферму крепления шести центральных двигателей первой ступени. Естественно, что возлагать из-за этого на себя ответственность за срыв экспедиции ни Охапкин, ни Кармишин не захотели.

Поскольку опасным для этой фермы являлся момент нагруженияы, соответствующий концу работы указанных двигателей, решили идти на риск, опираясь на теорию вероятностей, выраженную Сергеем Осиповичем словами, понятными каждому христианину: "Дай бог долететь до того момента!" И он бодро доложил Совету главных конструкторов о готовности конструкции ракеты к старту. Но через пару дней после встречи с министром, который еще раз предупредил руководителей КБ о их личной ответственности за его успех, дрогнул. Многократно рассматривал схему нагружения этой фермы, пытаясь поднять на бумаге на несколько сотых величину ее коэффициента безопасности. Взвешивал вслух степень наказания за разрушение ракеты и за срыв всей программы. В подобном положении оказался и директор НИИТП В.Я. Лихушин, газодинамики которого установили возможность избавления от пульсации донного давления посредством рассекания струй двигателей с помощью специальной решетки, помещаемой на пусковом устройстве перед их соплами. Днем и ночью шло ее изготовление на полигоне из остродефицитной высокопрочной и жаростойкой стали, которую выделил Совмин, приостановив сооружение атомной подводной лодки. И когда ее сделали, обнаружилось, что эффективность указанного мероприятия сомнительна, и от него отказались.

Таким способом в феврале 1969 г. погоня приблизилась к финишу, когда американцы после трех удачных экспериментальных пусков "Сатурна-5" готовились к последнему, намеченному на начало марта. Гостиницы Байконура в этот холодный месяц зловеще пустовали, и поселили меня с руководителем комплекса материаловедения А.А. Северовым в домике космонавтов, на условия проживания в котором грех было жаловаться.

Празднично напряженное настроение, возникавшее обычно с началом заправки ракет топливом, нам испортила произошедшая накануне авария челомеевского "Протона" из-за разрушения обтекателя полезного груза при переходе через "звуковой барьер". Разгневанный министр поначалу намеревался вообще отменить старт HI, узнав, что се гигантский обтекатель не испытывался на действовавшие в этом случае ударно-волновые нагрузки. Затем, поняв невозможность их имитации в лабораторных условиях, довольствовался моей дополнительной письменной гарантией о достаточной точности расчета. А что оставалось делать?

Перед пуском всех обитателей стартовой позиции выселили, и мы ожидали его результатов в "РАФике" километрах в семи, молча сосредоточившись на своих проблемах. Встретили появление ракеты на горизонте с нескрываемой радостью, поскольку с каждой секундой в пламени ее двигателей сгорала и часть этих проблем. У меня гора свалилась с плеч, когда она преодолела "звуковой барьер". Однако, к всеобщему сожалению, это пламя быстро угасло.

Авария произошла вследствие разрушения при запуске (из-за вибрации) маленькой трубочки измерения давления за турбиной одного двигателя. Как и было положено, система контроля

работы двигателей своевременно выключила его, а также противоположно расположенный. Но в результате утечки через указанную трубочку топлива загорелись кабели. Возникло короткое замыкание, и система, которую забыли защитить от примитивного пожара, выдала ложную команду на выключение всех двигателей ракеты. Сработал известный "закон" Клинштейна, гласивший, что введение специальных систем обеспечения надежности может выводить из строя другие системы. Охапкин возмущался – он не думал, что дело с обеспечением надежности двигателей обстоит намного хуже, чем с обеспечение прочности ракеты. А времени на ее исправление уже не было, ибо американцы планировали в июле высадку астронавтов на Луну. Оставалась последняя призрачная надежда хотя бы как-то ослабить их триумф, попытавшись запустить ракету HI в июне.

По итогам первого старта HI, каких-либо замечаний к прочности се конструкции и вибропрочности систем у Госкомиссии не имелось, а вот проблема с пульсацией давления оставалась нерешенной Ее отсутствие при старте объяснили нарушением замкнутости объема между струями двигателей вследствие выключения двух из них при старте.

Второй пуск мы ожидали на небольшом холме в нескольких километрах от ракеты. Дрожать приходилось и на этот раз за прочность баков и злополучной рамы центральных двигателей, которую можно было доработать только к четвертому пуску. С восторгом наблюдали, как двигался во мраке ночи огненный шар, и с ужасом ожидали взрыва двух тысяч тонн топлива, когда он вдруг исчез, и ракета начала медленно падать на стартовое сооружение.

Естественно, что ехали мы в монтажно-испытательный корпус с тревожной мыслью о разрушении баков ракеты от пульсации. Но там узнали, что произошло то, что не могло произойти – взорвался один двигатель. Возник пожар, и боявшаяся огня система контроля его работы опять оказала ракете медвежью услугу – выключила все двигатели. Благодаря недостаточно продуманной баллистиками и управленцами программе движения ракеты, предусматривавшей длительный вертикальный подъем над баснословно дорогим стартовым сооружением, последнее надолго было выведено из строя.

Теперь уже трудно было устраниться от детального рассмотрения вопроса, а кто же виноват в таком грандиозном провале программы? Аварийная комиссия под руководством Мишина решила, что взрыв обусловлен прогаром в момент запуска насоса окислителя двигателя. Минавиапром, в ведении которого находилось кузнецовское КБ, не желал брать на себя столь тяжкую ответственность. Ему хватало забот с реализацией собственного разрекламированного на весь мир проекта сверхзвукового пассажирского самолета Ту-144. И Кузнецов категорически отверг ее заключение, заявив, что первым взорвался не двигатель, а хвостовой отсек ракеты, и лично занялся обоснованием этой версии.

Будучи одним из наиболее эрудированных среди главных конструкторов, он не ждал, когда ему кто-то что-то покажет, а сам внимательно просматривал записи датчиков, установленных не только на двигателе, но и на ракете. И нашел небольшой всплеск (пи- чок) в показаниях одного из датчиков ускорений в момент, предшествующий взрыву двигателя. Хотя и так было очевидно, что он не имел отношения к делу, ибо взрыв отсека должен фиксироваться всеми расположенными в нем датчиками, а не одним, он потребовал экспериментального объяснения происхождения указанного пичка. Образовали специальную подкомиссию во главе с директором ЦНИИМаш Ю.А. Мозжориным. Обстановка на ее заседаниях постепенно обострялась, поскольку зам. Кузнецова по испытаниям А. А. Танаев всячески затягивал решение вопросов, опротестовывал все получаемые результаты, не считаясь с законами механики.

При отсутствии независимой квалификационной экспертизы подобное поведение легко прикрывалось флагом поиска истины. Когда Юрий Александрович, уходя в отпуск, возложил руководство этой подкомиссией на меня, я пытался завершить ее бессмысленную деятельность. Немедленно последовала жалоба Кузнецова министру с требованием назначить ее председателем нейтрального человека. Им стал начальник отделения аэродинамики ЦНИИМаш Ю.А. Демянов. В итоге такой нейтрализации ее работа еще больше замедлилась – пошла по второму кругу.

Объективно разобралось в сложившейся ситуации министерство обороны. В конце года главком ракетных войск маршал Н.И. Крылов послал С.А. Афанасьеву письмо о том, что выборочный контроль качества изготовления двигателей является несостоятельным для тяжелых ракет. Что по его мнению, "новые методы наземной отработки тяжелых РКК должны строиться на основе многоразовости действия и больших запасов по ресурсу комплектующих систем и агрегатов, проведения предполетных огневых испытаний двигателей и ракетных блоков без последующей переборки с целью выяснения производственных дефектов и прохождения периода приработки".

Избавляясь от цепей ответственности, заказчик ужесточил отношение к нашему КБ по всем статьям. Он даже отозвал своих представителей из числа соискателей на Ленинскую и Государственную премии за сдачу нами на вооружение первой твердотопливной межконтинентальной ракеты. Причем обосновал свой беспрецедентный поступок тем, что ничего нового нет в ее конструкции по сравнению с зарубежными аналогами.

В результате Мишин вынужден был направить Кузнецову техническое задание на модернизацию его двигателя, а в сущности, на создание нового двигателя многократного запуска, и приступить к защите системы контроля его работы от пожара.

Пока Кузнецов спешно налаживал работу по новому двигателю, подкомиссия Дсмянова продолжала переливать воду из одного ведра в другое. Решение утерявшего остроту вопроса было найдено случайно. Подсказал его случай. B.C. Патрушев с Ю.В. Лукашиным из НИИИТ поставили исследуемый датчик и штатную систему измерений на хвостовой отсек HI. Легко ударили рядом с ним деревянным молоточком по обшивке имитируя ее прохлопывание, при запуске двигателя, и воспроизвели легендарный "пичок".

Поскольку экспедицию на Луну никто не отменял, третью машину готовили к старту с ее объектами. За годы восстановления пускового устройства успели полностью завершить отработку вибропрочности оборудования и всех систем ракеты и усилить все слабые элементы се конструкции за исключением фермы центральных двигателей. Повысилась и надежность последних. Но, невзирая на усилия В.Ф. Рощина, оставалась практически нерешенной проблема газодинамики первой ступени, хотя формально она считалась закрытой.

Предложение о принудительном невключении двух двигателей с целью исключения влияния пульсации донного давления сочли технически нереализуемым. При этом не сомневались, что один из них и так выйдет из строя.

Однако на этот раз в июне 1971 г. они все надежно запустились. И ракета полетела! Никакой дискретной пульсации давления не было. Нормально функционировали и конструкция, и все ее системы. А пуск снова оказался аварийным. Со старта она почему-то начала медленно вращаться вокруг своей оси, и на пятидесятой секунде ее двигатели были отключены. Предположение об ошибочном подсоединении двух групп управляющих движков, из- за чего они не создавали управляющего момента по крену, Госкомиссия отвергла – испытатели и военная приемка не могли работать плохо. Записали, что вероятной причиной потери управляемости явилось действие неучтенных дополнительных возмущающих моментов, превышающих располагаемые. Иными словами, недостаточный запас управляющих моментов по крену. Комиссия обязала разработать и поставить на следующую машину более мощные движки. И институты начали поиск такого возмущающего момента. Исходя из наличия связи его величины с отсутствием следов дискретной пульсации давления, которое дискриминировало теорию газодинамиков об объемном резонаторе, я выдвинул версию о вихревом потоке газов между кольцевыми поверхностями струй двигателей, который воздействуя на выступающие над днищем части их сопел и создавал дополнительный крутящий момент.

Растерявшиеся газодинамики молчали. Ведь выходило, что и по их вине у нас не имелось никаких шансов опередить американцев, поскольку и при надежных двигателях первый пуск HI был бы по этой причине обречен на неудачу, а второй мог состояться не ранее конца 1970 г., но и на разработку нового управляющего движка требовалось около года. А Рощин категорически отверг мою версию и заявил, что указанный момент обусловлен систематическим наклоном сопел, то есть двигателей, за счет деформации узлов их крепления вследствие асимметричного нагружения. Расчеты показали, что величина такого момента не превышает и десяти процентов от искомого, о чем свидетельствовали и данные первого пуска ракеты. Однако он поставил их под сомнение. И Госкомиссия заставила наши отделы доказывать экспериментально свою непричастность к катастрофе, оставив в покое управленцев.

Пришлось газодинамикам НИИТП, ЦНИИМаш и ЦАГИ приступить к новому циклу исследований моделей первой ступени ракеты, а прочнистам к соответствующим испытаниям натурной сборки се хвостового отсека. Сложность последних состояла в необходимости очень высокой точности измерений малых перемещений точек громоздкой конструкции. Но Маненку, И.Г. Смирнову и С.И. Тренину удалось справиться с этой задачей и подтвердить результаты расчетов.

Так как следующий пуск мог состояться лишь в конце 1972 г., стало очевидным, что, после того как "благодаря усилиям нескольких тысяч ученых и инженеров Земли" первый "небольшой шаг человека, но огромный скачок человечества" на Луне был сделан американцами, столь запоздалое появление на ней нашего космонавта не давало политического эффекта. И экспертная комиссия Келдыша прекратила все работы по нашей лунной экспедиции. Нам же оставалось только сожалеть, что при выборе компоновки ее носителя проектанты игнорировали сложность проблем газодинамики и прочности, обусловленную особенностями структуры и масштабом конструкции, а также проблем, связанных с обеспечением надежности двигателей.