Янгель. Уроки и наследие

Проектирование велось широким фронтом. Интересно, что в молодом конструкторском бюро к работам была привлечена большая группа вчерашних выпускников вузов и, в первую очередь, набиравшего силу физико-технического факультета Днепропетровского госуниверситета. Многим из них такая задача была поставлена как тема коллективного дипломного проекта.

И опять, как и при проектировании первых баллистических ракет, столкнулись с информационным голодом, отсутствием литературы по самым, казалось, простым исходным материалам проектирования конструкций подобного класса.

Вспоминая тот насыщенный интересной творческой работой период, один из участников этой эпопеи инженер С.С. Кавелин рассказывает:

"В процессе работы над проектом нужно было оперативно подбирать нужные характеристики при проведении оптимизации ступеней в зависимости от веса выводимого груза. Молодые специалисты не имели никакого опыта в данной области. Попытались использовать в качестве аналога данные по королевской "семерке". Но это мало что давало. Один пример — не статистика. Проблему отдали на откуп инженеру Л.П. Сидельникову. Попытки найти в библиотеке, где хранилась секретная литература, какие-то рекомендации, относящиеся к этому вопросу, ни к чему не привели. И вдруг луч надежды. Причем в открытой библиотеке для общего пользования среди переводных статей по американским источникам в сборнике под названием "Исследование оптимальных режимов ракет" настойчивый инженер обнаружил иностранную статью, в которой предлагались рекомендации для определения максимального полезного веса выводимой на орбиту нагрузки при заданном общем стартовом весе, как функции количества ступеней, их относительного начального веса и относительного веса собственно конструкций.

Вроде бы то, что нужно. И хотя представленный в ней подход не укладывался в предполагаемые коэффициенты проектировавшейся ракеты, но зато натолкнул на нужную мысль. Сложность заключалась еще и в том, что необходимо было учитывать всякого рода "паразитные" веса (система управления, остатки незаборов, гарантийные остатки и другие). В результате разработали свою довольно простую методику оптимизации. Вначале просчитывали веса в первом приближении. Получали какие-то исходные параметры. Это давало возможность рассчитать более точно конструкцию на прочность. Так методом приближений добрались до истины. Техника же проведения расчетов по сегодняшним меркам даже не укладывается в понятие "рутинная". Кроме механических "Мерседесов" и "Рейнметаллов" ничего не было. И несмотря на это удавалось в течение нескольких минут получать необходимые данные. Впоследствии специалисты по баллистике на основе строгих оптимизационных подходов контролировали эти расчеты на ЭЦВМ "Урал" — самой совершенной на тот момент вычислительной машине. По их точной методике на проведение этих расчетов требовалось около суток, а разница получалась лишь в третьем знаке. Кстати этот подход в дальнейшем использовали "под горячую руку" для существовавших уже проектов 63С1 и 65С3 и обнаружили, что они отнюдь не оптимальны при распределении весов по ступеням. Но тому была своя объективная причина, связанная с тем, что в качестве первой ступени использовались уже готовые боевые носители.

По свидетельству очевидцев, проект РК-100 получился чересчур масштабным. Фактически в далеком шестидесятом выходили уже на уровень проекта будущей "Энергии".

О том, что это было необычно для того времени, свидетельствует даже реакция Главного. Когда ему принесли прорисовки окончательных контуров предлагавшейся системы, он схватился за голову:

— Что это за дура? Это товарный вагон. Кому он нужен в космосе? — удивленно комментировал он, рассматривая чертежи.

Несмотря на то, что разработка ракеты РК-100 дошла до стадии конструкторских прорисовок узлов, связывающих блоки в единую систему, закольцовки топливных магистралей двигателей, обеспечивающих подачу компонентов в турбонасосные агрегаты, М.К. Янгель (а независимо от него и С.П. Королев) приходит к выводу о бессмысленности возникшей гонки, порожденной необоснованной гигантоманией, охватившей главных конструкторов и свидетельствующей, что проектирование приобрело уродливые формы."

Проект, рассчитанный до конца века

Отрезвляющим для Главных конструкторов явились результаты испытаний термоядерного заряда огромной мощности, произведенных в 1962 году на Новой Земле в Северном Ледовитом океане. Прогнозируемые последствия от взрыва такой бомбы при достижении максимально достижимой мощности были устрашающими и могли оказаться разрушающими для собственной территории. Навязчивая идея доставки сверхмощного заряда, как путы, связывавшая развитие космической техники, поскольку предъявляла к носителям ряд специфических и порой противоречивых требований по разным параметрам, перестала давлеть над Главными конструкторами.

Поняв абсурдность затеи как с технической, так и с военной точек зрения, ее сиюминутность, родившуюся под гипнозом главы государства, возвестившим себя владельцем самой мощной ракетной техники, С.П. Королев переключается на проектирование ракеты, позволившей бы человечеству сделать следующий шаг в освоении космоса — доставки на Луну двух космонавтов. С этой целью, исходя из необходимости повышения энергетических характеристик, он увеличивает стартовый вес исходного варианта и предлагает проект, получивший название Н-1.

В конструкторском бюро М.К. Янгеля также "усмиряют боевого монстра" и в соответствии с Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 22 мая 1963 года начинают разрабатывать ракетный комплекс с тяжелой ракетой-носителем Р-56, предназначенный для решения широкого круга народнохозяйственных, научно-исследовательских и оборонных вопросов.

Решение поставленной грандиозной задачи вызвало в коллективе необыкновенный энтузиазм, работали, что называется, взахлеб. Это был момент, когда все шло, как надо, буквально все получалось, все предложения находили развитие.

Проектирование велось с учетом опыта, накопленного при создании всех предыдущих боевых ракет и космических носителей на их основе. Но если раньше это была первая попытка конструкторского бюро создать ракету-носитель на базе существующих отработанных боевых ракет, то теперь предстояло создать носитель принципиально нового класса. Энергетические характеристики ракеты-носителя выбирались на основе анализа возможности решения комплекса космических задач. Предполагалось, что на базе Р-56 можно будет создавать глобальные информационные системы связи. В этом случае на стационарную геоцентрическую орбиту выводится спутник весом 6 тонн и "зависает" над одной и той же заданной точкой земной поверхности. Если же спутник выводится на суточную орбиту, то он движется относительно ее по определенному закону, как говорят, "пишет суточную восьмерку", размеры которой определяются углом наклона плоскости орбиты к широте местности.

В области космических исследований комплекс должен был решать первоочередные задачи подготовительного этапа освоения Луны и ближайших планет Солнечной системы, для чего необходимо было осуществлять систематические пуски ракет с целью:

— пилотируемого облета Луны и крупномасштабного фотографирования ее поверхности;

— организации автоматических станций "службы Луны";

— доставки для экспедиций необходимых грузов;

— запуска автоматических межпланетных станций.

Исходя из решения этих задач, ракета должна была обеспечить запуск на круговую полярную орбиту высотой 200 км объектов весом до 50 тонн, на орбиту вокруг Луны — 12 тонн и в район планет Марса и Венеры — 6–8 тонн.

В процессе анализа и выбора конструктивно-компоновочной схемы носителя рассматривались три принципиально отличные схемы:

— четырехблочная — с диаметром корпуса блока 3800 мм. В этом случае диаметр определялся условиями максимально допустимых габаритов при транспортировке по железной дороге без всяких ограничений;