Полет на Луну

Легкий, но прочный

Начальник лаборатории прочности доктор технических наук Ф. Б. Мамедов.

«Сделайте корабль полегче», — каждый день твердил нам главный конструктор. Мы понимали его желание. Чем меньше вес корабля, тем легче развить большую скорость и преодолеть земное притяжение.

Но колоссальная скорость увеличивает сопротивление воздуха. При разгоне возникают большие перегрузки. А высокие температуры! А возможные столкновения с метеоритами! Нелегко было сделать корабль и легким и достаточно прочным.

Отечественная промышленность снабдила нас великолепными материалами. За последние годы металлурги создали высокопрочные сплавы легких металлов титана, магния, бериллия, не уступающие по своим свойствам самым лучшим сортам стали прошлых лет и с удельным весом в 3–4 раза меньше, чем у железа. В нашем распоряжении есть также чрезвычайно прочная пластмасса, хорошо гасящая колебания и шумы.

Наши жаропрочные материалы выдерживают теперь температуры раза в два выше, чем 20 лет назад. Так, реактор двигателя выложен изнутри пористой керамикой, изготовленной на основе окиси бериллия. Эта керамика выдерживает очень высокие температуры. Рабочее вещество — вода — продавливается в реактор через мельчайшие поры в стенках, одновременно охлаждая их. Но жароупорная керамика не в состоянии противостоять большим давлениям, возникающим в двигателе. Поэтому она заключена в оболочку из сплава менее жароупорного, но более прочного. Сплав этот (обычно его называют металлокерамикой) изготовлен путем спекания тонкого металлического порошка. Благодаря этому он тоже весь пронизан порами и охлаждается так же, как и керамическая облицовка.

Итак, материалы были найдены. Но чтобы наилучшим образом использовать их достоинства, нужно было создать такие конструкции, в которых не было бы ни одного лишнего грамма веса. Для этого следовало применять наиболее совершенные методы расчета — методы, созданные за последние десятилетия советской наукой о прочности.

И сами расчеты ведутся теперь по-иному — с помощью новейших, быстродействующих счетнорешающих машин, умеющих решать самые разнообразные уравнения. Инженеры давали им условия задачи, а через несколько секунд на лентах самопишущих приборов и на светящихся экранах появлялось решение.

Теперь дело инженера-прочниста было оценить результаты и дать рекомендацию конструкторам.

Задолго до того, как были выпущены рабочие чертежи, в лаборатории прочности начались испытания моделей отдельных деталей, а затем и всего корабля, изготовленных из прозрачного материала. Этот материал (одна из солей серебра) под действием различных нагрузок по-разному пропускает свет. Мы нагружали модель на особой установке, просвечивали ее, и на экране тотчас же появлялось разноцветное изображение. Цвета и оттенки указывали наиболее напряженные, самые опасные участки. Возможно было установить, каковы напряжения в любой точке модели.

Эти испытания позволили уточнить форму корпуса и построить первый вариант ракеты в натуральную величину. Эта гигантская модель была покрыта тонким слоем очень хрупкого металлического сплава. При испытании под нагрузкой корабль оставался цел, но хрупкое металлическое покрытие трескалось при сравнительно небольших напряжениях, указывая нам наиболее опасные зоны и позволяя определить допустимые нагрузки.

Двигатель испытывался в скале, в глубокой пещере, чтобы радиоактивные газы никому не могли повредить. Испытатели не входили в пещеру, все сведения они получали от автоматических приборов.

В итоге конструкторы создали корабль почти без добавочных внутренних стен или перегородок. Всю основную нагрузку несет корпус корабля. Это дало нам возможность целесообразно использовать весь объем для того, чтобы разместить наибольшие запасы горючего, все необходимые приборы, создать максимум удобств экипажу.

Изделия наших рук

Мастер авиазавода Г. Ю. Вальков.

На днях космический корабль отправляется на Луну. На нашем заводе много нашлось бы желающих полететь, но пока на Луне токари не требуются. Зато у нас, рабочих авиазавода, своя гордость: сами мы не полетим, а изделия наших рук полетят.

На наших моторах советские летчики поднимались в небо сражаться с фашистами, у нас монтировались все четыре автоматические ракеты, полетевшие на Луну, в том числе и та, которая снимала картину «С киноаппаратом вокруг Луны».

Но такой сложной и трудной работы, как для межпланетного корабля «Луна-1», еще не бывало.

В двигателе корабля будут невиданные температуры и давления. Поэтому применялись и материалы самые прочные и самые жароупорные. Немало хлопот нам доставили, например, металлокерамические плитки для камеры сгорания. В каждой плитке нужно было сделать несколько отверстий. Сверлильный станок не справился бы с этой задачей — самые твердые сверла не берут металлокерамику. Помог новый ультразвуковой станок. В нем 24 аппарата: генератор высокой частоты, усилители, реле и т. д. Рожденные ими ультразвуковые колебания передаются пуансону — инструменту, изготовленному по форме отверстия. Пуансон же передает свои колебания твердому абразивному порошку, в данном случае кристалликам искусственных алмазов. Кристаллики, в свою очередь, воздействуют на металлокерамику и довольно быстро выбивают в ней отверстие.

Трудности были и с жароупорной облицовкой. Обычно такие материалы обрабатываются на термофрезерном станке, на котором мы работаем уже шесть лет.

Терморезание предложено советскими учеными. Суть его в том, что при высокой температуре все материалы становятся мягкими. Высокая температура на нашем станке получается с помощью диска трения. Диск этот, вращаясь, накаляет деталь, а затем из отверстий в диске выдвигаются зубья фрезы, которые и снимают стружку.

На этот раз для жаропрочной керамики нам пришлось сделать особые диски и особую фрезу из той же самой керамики. При терморезании диск и деталь можно делать из одинакового материала, так как, вращаясь, диск все время охлаждается.

Надо сказать также, что скорость диска не так уж далека от скорости ракеты. Если бы диск соскочил с оси и покатился бы по рельсам, за пять минут он добежал бы от Москвы до Ленинграда. Таким образом, для создания космических скоростей и в цехах нужны скорости почти космические.

Теперь изделия наших рук проверены, смонтированы, готовы к полету на Луну. Наши ученые могут лететь уверенно. Мы сделали все для того, чтобы корабль был надежным.

Корабль на старте

Заместитель главного конструктора и бортовой инженер Ю. Н. Тамарин.

Монтаж закончен. В просторном ангаре пустынно и тихо. Снег завалил стеклянную крышу, при электрическом свете поблескивают полированные бока громадной металлической сигары. Это наш корабль «Луна-1». Его заостренный нос упирается в створчатые двери, как будто хочет пронзить их. Сейчас двери заперты, они распахнутся утром 25 ноября, и межпланетный корабль ринется вперед, к Луне.

Что представляет собой наш корабль? Это цельнометаллический моноплан, как говорят в авиации, то есть летательный аппарат с одним крылом. Общие размеры его внушительны. Наибольший диаметр в средней части — около 6 метров, длина — примерно 32 метра, это длина четырех троллейбусов. Если ракету поставить вертикально, нос ее окажется выше восьмиэтажного дома. Именно так она будет стоять на Луне, и тогда в телескопы можно будет различить ее тень.

Весь корабль цельнометаллический, он построен из новых сверхпрочных сплавов. Снаружи корпус отполирован и покрыт очень тонкой пленкой серебристой краски. Конечно, краска нужна не только для красоты — она защитит корабль и от чрезмерного нагревания и от чрезмерного охлаждения в мировом пространстве, а полировка уменьшит сопротивление воздуха.