Глава 4. 1989 год

Год 1989 был достаточно сложным. Смерть Глушко и затягивание с назначением нового Генерального до осени породили новую волну неопределенности и слухов. Кто-то прочил в Генеральные Филина, кто-то (меньшинство) - Губанова. Фамилия Семенова в списке "кандидатов" первое время даже не звучала. Снова усилились слухи о передаче нашего филиала в ЦСКБ (причем, как о свершившемся факте, об этом говорили даже некоторые руководители). Другие слухи пророчили создание на базе нашего филиала самостоятельного КБ (даже названия приводились: "Кедр", "Заря").
После фактического сворачивания работ по снижению массы МБО блока Ц и ухода И.А.Козлова я оказался в "подвешенном" состоянии. На пару недель меня привлекли к проектным прорисовкам КРБ 14с40, а так же к решению очередной "крышечной" проблемы (нештатное открытие крышек аварийных дренажных устройств хвостового отсека блока Ц).

Блок 14с40 "Смерч" проектировался по постановлению правительства то ли 1983, то ли 1984г. (номера не помню, точной даты тоже). Согласно постановлению, КБ "Салют" (ГК Полухин), которое входило в состав НПО "Энергия", поручалась разработка семейства унифицированных КРБ "Смерч" (для РН "Энергия"), "Шторм" ("Протон"), "Вихрь" ("Гроза" и 11к37) и "Везувий" (РН "Вулкан"). Унификация заключалась в применении водородного двигателя 11д56У разработки КБХМ (для "Везувия" рассматривался и 11д57М разработки НПО "Сатурн"). Компоновка всех блоков предусматривала верхнее размещение бака ЖВ и нижнее - бака ЖК. Баки соединялись фермами из углепластика с титановыми законцовками. К верхнему шпангоуту бака ЖВ через такую же ферму крепился приборный отсек, к которому, в свою очередь, крепилась углепластиковая ферма - переходник ПН. Наиболее активно велись работы по "Смерчу". Однако к 1988г. В НПО "Энергия" созрело мнение, что принятая компоновка КРБ не обеспечивает устойчивости РН при некоторых нештатных ситуациях, ввиду слишком низкого положения центра масс при расположении блока в боковом грузовом контейнере. Было принято решение о передаче работ в ГКБ и ВФ НПО "Энергия". В головном КБ блок быстро перекомпоновали, поменяв местами баки ЖК и ЖВ. Приборный отсек переместился в герметичную стрингерную конструкцию, которая располагалась между баками и соединялась с ними углепластиковыми фермами (не очень оптимальная конструкция). Так же были введены:

• Труба-бак ЖК, проходящая через бак ЖВ (для обеспечения необходимой массы ЖК при ограничении продольных габаритов);

• Новая углепластиковая рама крепления ЖРД.

• Новый ЖРД РО-95 с более высокими тягой (10тс) и УИ (471-473с), чем у 11д56У.

В течение 1988-1991гг конструкция КРБ претерпевала различные изменения: возврат к 11д56У с несколько увеличенной тягой и УИ, изменение конструкции крепления к РН в соответствие с изменениями конструкции контейнера 14с70 и т.п. Неизменным был лишь диаметр 5,5 м (обусловленный размерами динамической зоны ПН в контейнере диаметром 6,7м). Моя работа с конструкцией блока ограничилась прорисовкой одного из вариантов приборного отсека. Кроме того, совместно с Андреем Храмковым (ведущий инженер сектора контроля массы, впоследствии - начальник сектора космической головной части), прорабатывались варианты оптимизации массы конструкции блока, но они не вышли из стадии предварительных оценок.

В конце декабря 1988г. - в начале января 1989г., как раз во время прорисовки этого самого отсека, ко мне подошел начальник отдела Громилин А.А. и сказал буквально следующее: "Бросай ерундой заниматься! Пойдем ко мне, я тебе нормальную работу поручу!". Я прошел в кабинет начальника, в котором П.И.Кирсанов ("Дон Педро") объяснил суть проблемы. На хвостовом отсеке блока Ц располагались несколько крышек аварийного дренажа. Основной задачей крышек было вскрытие в аварийных ситуациях (пожар, повышение избыточного давления при работе системы пожаровзрывопредупреждения - СПВП) для стравливания давления. Часть крышек выполняла и роль технологических люков доступа к агрегатам ДУ. Крышки имели защелки, настроенные на срабатывание при перепаде давления примерно 0,15 атм и возвращались в начальное положение пружинами кручения. Проблемы были следующие:

• Разрушение крышек при возврате в исходное положение (ударные нагрузки при высокой угловой скорости закрытия);

• Открытие крышек при старте (в отсутствие пожаров) за счет воздействия волны разряжения-сжатия с перепадом 0,15 атм, возникающей при запуске ЖРД. Вследствие чего при пусках 6СЛ и 1Л происходила засветка датчиков пожара излучением от факелов двигателей, переход СПВП на аварийную продувку инертным газом (азот, позднее - гелий) с расходом, если не ошибаюсь, до 15 кг/с и израсходование рабочего тела к 70 секунде полета, что приводило к неработоспособности системы после указанного времени (а весь полет РН длился более 450 с).

В качестве задач мне были поставлены:

• Расчет движения крышек действующей конструкции (определение угловых скоростей в момент закрытия);

• Определение (совместно с прочнистами) допустимой угловой скорости;

• Определение мер по ограничению угловой скорости до допустимого значения.

Прочнисты выдали предельно допустимую угловую скорость, а именно 10 радиан в секунду. Для расчета я получил необходимые исходные данные у конструкторов по характеристикам пружинного механизма, а от аэродинамиков - изменение аэродинамической силы, действующей на крышки, в зависимости от угла раскрытия. Расчет уравнений движения (с привлечением экспериментальных данных - зависимость угла раскрытия от перепада давления - с одной из экспериментальных установок в Приморске) показал значительное превышение фактических угловых скоростей крышек относительно допустимого значения. На совещании у начальника отдела, с привлечением конструкторов и других специалистов, было принято техническое решение об установке на крышках демпфирующего устройства в виде обгонной муфты с тросиком, который снижал угловую скорость. По моим расчетам для ограничения угловой скорости было необходимо усилие в тросике порядка 170 кгс. Несколько позднее в ГКБ было принято решение: до изготовления новых крышек, на изделии 2Л применить постоянный расход газа в СПВП и принудительное вскрытие крышек АДУ и их фиксацию в открытом положении, начиная с 70 секунды полета. Некоторыми специалистами это решение ставилось под сомнение - они предполагали возможность затекания в хвостовой отсек раскаленных газов из факелов ЖРД при их работе на режиме перерасширения.
На этом фоне, пользуясь любым случаем, я изучал проектную документацию по РН "Гроза", "Вулкан", "Бизань", 175ГК, а позднее - и по Н-1. В основном меня интересовали параметры ЖРД, используемые в этих РН, а так же отдельные технические решения. Полученная информация была использована мной при разработке проекта РН "Дейтрон", о котором я расскажу в следующей главе.
РН "Гроза" (развитие РЛА-125) представляла собой РН пакетной схемы с одним блоком Ц от 11к25 и двумя боковыми блоками А, практически идентичными 11к25 (но, вроде бы без системы спасения). При стартовой массе около 1600т, РН выводила на низкую орбиту ПН (размещаемую сбоку блока Ц в грузовом контейнере) массой 56-62т. Основными проблемами были: слабая устойчивость к ветровым воздействиям и повышенные нагрузки от ветра. Эта проблема так и не была решена, и проект плавно перетек в "Энергию-М", а потом и совсем "умер".

РН "Вулкан" представлял собой сверхтяжелый носитель, способный выводить на низкую орбиту ПН до 198 т, а на ГСО - до 40т. Практически, несмотря на то, что РН относится к унифицированному ряду "Энергии", "Вулкан" весьма сильно отличался конструктивно и от "Энергии" и от "Грозы". Блоки А были удлинены и выполнены одноразовыми. В последних вариантах (1985-1988гг.) на блоках А планировалось установить ЖРД 14д20 (модификация РД-170 со стартовой тягой более 800тс). Блоки А объединялись в 4 параблока, которые располагались неравномерно вокруг центрального блока и были сгруппированы в 2 группы (по 2 параблока симметрично относительно плоскости управления I-III). Центральный блок так же имел отличия от блока Ц 11к25:

• Увеличен объем баков;

• Вместо 11д122 установлены 4 двигателя 14д12 (тяга на земле 195тс, в пустоте - 235тс, пустотный УИ = 462с).

• Вместо цилиндро-конического хвостового отсека применен классический цилиндрический, внутри которого ЖРД крепились титановой сварной фермой к распорному шпангоуту нижнего днища бака ЖВ. Прорабатывалась возможность сброса ХО после отделения блоков А.

• Изменена конструкция МБО. Изменены кронштейны верхних силовых связей с блоками А, прорабатывалась возможность сброса кронштейнов после разделения ступеней.

ПН располагалась в ГО (или, как часто стали называть головной обтекатель, в сборочно - защитном блоке) диаметром 9,2м и длиной около 35м. Эскизный проект был в целом выполнен к 1988г., однако, по известным причинам не имел дальнейшего развития.

РН "Бизань" являлась РН воздушного старта и выводила при стартовой массе около 250 т 10-тонную ПН на низкую орбиту. Эскизное проектирование велось в 1984-1988г. По проекту прорабатывались 2 варианта: с одной ступенью и с двумя. Одноступенчатая РН обеспечивала выведение заданного груза, однако из-за существенного риска невыполнения ТЗ, предпочтение было отдано двухступенчатому варианту. На первой ступени устанавливались 2 ЖРД 11д122, а на второй - один 11д57М. Старт производился со "спины" Ан-225 (который был оснащен дополнительным ЖРД 11д122 для разгона). Отделение РН от самолета-носителя производилось на высоте более 10 км с "горки". Могу предположить, что тема "Бизань" прорабатывалась на конкурсной основе. По крайней мере, весной 1989г. к нам (а так же в ЦСКБ) поступил эскизный проект авиационно-космической системы, подготовленный НПО "Молния". Проект практически являлся первым вариантом общеизвестного МАКСа. В этом варианте на орбитальный корабль предполагалось устанавливать 3 перспективных водородных ЖРД с раздвижным соплом тягой по 90тс (по-моему, разработки ОКБ Н.Д.Кузнецова). Согласно проекту, эти ЖРД обладали очень высокими характеристиками: УИ=473с, удельная масса всего 12кг на тонну тяги! К проекту прилагалось заключение одного из головных НИИ о возможности достижения подобных характеристик. Подвесной топливный бак веретенообразной формы (масса пустого около 9т) имел совмещенные днища и должен был изготовляться из нового алюминий-литиевого сплава 01460. Проведенный в нашем КБ анализ выявил ряд ошибок в проекте: объем бака не позволял разместить заявленную массу топлива, а масса бака была занижена примерно на тонну. Нашим филиалом было подготовлено соответствующее (достаточно отрицательное) заключение. Самое удивительное, что в скором времени из ГКБ НПО "Энергия" пришли основные положения на одноступенчатую АКС с воздушным стартом. Согласно положениям одноступенчатая РН массой 250т имела комбинированную ДУ: водородный ЖРД в корпусе и 2 СПВРД на концах дельтовидного крыла. Иначе, как сляпанными на скорую руку, эти положения я назвать не могу. Неряшливая графика, сомнительность расчетов произвели на меня тягостное впечатление деградации. Я тогда подумал, что документ родился как "наш ответ Чемберлену" (т.е. НПО "Молния") и был скорее политическим, нежели техническим.

Весной 1989г. я перешел во вновь созданный сектор 017 (на статус отдела из-за малой численности подразделение не тянуло). Основной задачей сектора было решение вопросов динамики полета, динамики механизмов, а так же динамики разделения ступеней. Сектор возглавил Юрий Владимирович Монахов, в 1988г. перешедший к нам из ЦСКБ (из службы Антонова) и работавший до этого в отделе нагрузок (041). В рамках общих задач сектора я занимался расчетом динамики механизмов ("крышечные" вопросы), а так же принимал участие в расчетах динамики выхода РН из блока Я и разделения ГТК 14с70. Этими работами я занимался вплоть до увольнения в 1991г. Однако основным для меня стало проектирование РН "Дейтрон".

Дальше...