Libmonster ID: UA-2271

Заглавие статьи ВЛАСТЕЛИН РАКЕТНОГО ОГНЯ
Автор(ы) Юрий МАРКОВ
Источник Наука в России,  № 5, 2008, C. 51-56

Юрий МАРКОВ, инженер-испытатель ракетно-космической техники, писатель

В триумфальной истории отечественной космонавтики заметный след оставили многие ученые и конструкторы. В их числе выдающийся специалист в области решения физико-технических проблем энергетики, основоположник ракетного моторостроения, академик Валентин Петрович Глушко (1908 - 1989), столетие со дня рождения которого научное сообщество нашей страны отметило 2 сентября 2008 г. С помощью сконструированных им двигателей человечество впервые вырвалось на просторы Вселенной.

Еще подростком Валентин поверил в возможность полета в космос. А будучи стажером Одесской государственной обсерватории, уже начал изучать естественные и технические науки, вести астрономические наблюдения Луны, планет Солнечной системы, метеорных потоков. Позже, познакомившись с трудами Константина Эдуардовича Циолковского (1857 - 1935)*, юноша в сентябре 1923 г. отправляет ему письмо с просьбой ответить на ряд вопросов, касающихся будущего освоения космического пространства.

И в октябре того же года молодой мечтатель получил от калужского провидца первую весточку, а вдо-


* См.: Е. Кузин. "Пророк космонавтики, гражданин Вселенной" Наука в России, 2007, N 5 (прим. ред.).

стр. 51

бавок к ней - бандероль с книгами о теоретическом обосновании вероятности межпланетных сообщений. Постепенно завязалась переписка между ними, которая, к счастью, сохранилась в архивах.

В дальнейшем творческие изыскания привели юношу к глубокому убеждению, что главным звеном в цепи преодоления земного притяжения и атмосферы нашей планеты является ракетный двигатель. Ему он и посвятил всю свою жизнь.

В мае 1929 г. после четырехлетней учебы в Ленинградском государственном университете Глушко поступил на работу в газодинамическую лабораторию (ГДЛ) в городе на Неве. Ее возглавлял в то время известный ученый в области химии, инженер-ракетчик Николай Иванович Тихомиров (1859 - 1930). Заметив незаурядные способности недавнего выпускника, он поставил его во главе будущего подразделения своего учреждения с целью проектирования, конструирования и изготовления электрического ракетного двигателя (ЭРД), жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) и реактивных летательных аппаратов (РЛА).

Молодой руководитель сразу набрал стремительные темпы. В качестве рабочего тела в камере сгорания установки ЭРД он использовал твердые и жидкие электропроводники, взрывавшиеся в ней с заданной частотой под действием электротока, для чего к форсунке и корпусу камеры, разделенных изолятором, подводили провода от электрической импульсной установки большой мощности. Ее основными элементами являлись высоковольтный трансформатор, четыре выпрямителя и масляные конденсаторы.

Разработку ЭРД вели с 1929 по 1933 г. За это время Глушко теоретически и экспериментально доказал его эффективность: в нем безотказно взрывались углеродные нити, проволоки из алюминия, никеля, вольфрама, свинца и других металлов, да и жидкие вещества (ртуть и электролит). Вначале испытания проводили в открытом пространстве, затем в камере сгорания с соплом, и, наконец, на баллистическом маятнике (специальном стенде). В результате родился электротермический двигатель, опередивший ход развития науки и техники на треть века. Автора этого крупнейшего изобретения вдохновляли слова Циолковского, произнесенные в 1929 г.: "Если бы знали трудности дела, то многие, работающие теперь с энтузиазмом, отшатнулись бы с ужасом. Но зато как прекрасно будет достигнутое". И Глушко не отшатнулся. Он создал ЭРД, который, хотя и обладал мизерной тягой - всего единицами ньютонов (т.е. десятками граммов), но для космоса это значило многое... Иными словами, появился первый в истории человечества необходимый двигатель для работы в невесомости.

Конечно, для того времени ЭРД не был главным делом жизни конструктора. "Пожалуй, - вспоминал позже ученый, - я начал с конца. Мне стало ясно, что при всей перспективности электрореактивный двигатель понадобится лишь на следующем этапе освоения космоса, а чтобы проникнуть в космос, необходимы жидкостные реактивные двигатели, о которых так много писал Константин Эдуардович Циолковский. С начала 1930 г. основное внимание я сосредоточил на разработке именно этих моторов...".

стр. 52

Жидкостные реактивные двигатели (ЖРД) с тягой в десятки тонн способны вывести ракету в невесомость, т.е. в космическое пространство. Уже в 1930 - 1931 гг. в лаборатории, где трудился Глушко, разработали несколько таких устройств: ОРМ (опытный ракетный мотор), ОРМ-1 и ОРМ-2. Самый первый из них испытывали на унитарном (однокомпонентном) топливе, состоявшем из раствора углеводородов (горючее) в азотном тетроксиде (окислитель). И оказалось: двигатели этого класса склонны к взрыву, т.е. к саморазрушению. Ну что ж, отрицательный результат - тоже результат. В итоге был сделан выбор в пользу двухкомпонентного топлива: в нем горючее и окислитель подавали в камеру сгорания раздельно.

Но надежно работать на двухкомпонентном топливе стал лишь ОРМ-1, а его конструктора с той поры заслуженно называют основоположником отечественного жидкостного ракетного двигателестроения.

В дальнейшем в качестве компонентов топлива он решил применять азотную кислоту, растворы в ней азотного тетроксида, перекись водорода, бериллий, предложил и испытал профилированное сопло, осуществил термоизоляцию камеры сгорания двуокисью циркония.

Сначала ОРМ-1 развивал тягу до 20 кг. Постепенно у моторов этой модификации ее довели до 300 кг. Однако это еще не необходимые десятки тонн... Словом, перед ученым и его коллективом встали почти неразрешимые задачи.

Разумеется, все понимали: увеличить силу тяги, а значит, скорость полета ракеты, ее грузоподъемность можно лишь при повышении темпов истечения газов из камеры сгорания двигателя, для чего нужно нарастить давление в последней. Но тогда не удастся впрыснуть туда топливо. Как же обеспечить напор его подачи? Сначала это делали с помощью баллонов со сжатым газом, выдавливающих жидкость из баков в камеру сгорания. Однако установка этого дополнительного оборудования привела к утяжелению самой ракеты, и для ее подъема требовался более мощный двигатель. Получался своеобразный замкнутый круг. Но Глушко и его соратникам удалось вырваться из него, применив турбонасосный агрегат (ТНА). И компоненты под нормальным естественным напором стали поступать из баков в насосы, а те, в свою очередь, создавали высокое давление его подачи.

"Крепким орешком" была и проблема охлаждения конструкции самого ЖРД, ибо высокую температуру в камере сгорания не выдерживали никакие металлы. Не спасали даже вставки из тугоплавких графита и карборунда, для которых жара свыше 1600°С оказалась запредельной, а довести ее хотелось до 3000°С и выше. Специалисты газодинамической лаборатории надеялись на окиси циркония - они плавятся при 2950°С. И какое-то продвижение было отмечено. Однако впереди опять замаячил тупик...

В конечном счете инженерная интуиция подсказала: любые металлы и материалы не выдержат запредельной температуры. Нужно было искать неординарный ход. И великий конструктор нашел его. Он предложил охлаждать реактивный мотор самим топливом не только с целью уменьшения теплопотерь, но и чтобы не увеличивать мертвый вес ракетного летательного аппарата посторонней жидкостью.

Молва об успехах этого коллектива быстро распространилась в среде ученых Москвы. Многие из них все чаще посещали лабораторию, присутствовали на испытаниях опытных двигателей. В гостях у моторо-

стр. 53

строителей побывал один из пионеров ракетной техники Фридрих Цандер, Михаил Тихонравов, Юрий Победоносцев и др. Приезжал к ним и крупнейший специалист в области аэродинамики, один из организаторов ЦАГИ профессор Владимир Ветчинкин. В своих воспоминаниях он отмечал: "В ГДЛ была проделана главная часть работы для осуществления ракеты - реактивный мотор на жидком топливе... С этой стороны достижения ГДЛ (главным образом инженера В. П. Глушко) следует признать блестящими".

Дважды посещал лабораторию и будущий основоположник практической космонавтики, академик (с 1958 г.) Сергей Королев* - в 1932 и 1933 гг. Именно тогда состоялось его знакомство с Валентином Петровичем, началось творческое сотрудничество двух титанов, стоявших в СССР во главе космонавтики, продолжавшееся свыше 30 лет. Многое сближало их: у обоих юность прошла в Одессе, каждый из них считал себя учеником и продолжателем дела Циолковского, обладал недюжинной энергией и ставил перед собой дерзкие, амбициозные задачи. Почти одновременно оба испытали на себе тяжести сталинских репрессий.

Однако кое-что и отличало: Королев тяготел к ракете как конструкции в целом, для него двигатель являлся главным, хотя и не единственным элементом


* См.: Н. Севастьянов. Продолжая дело легендарного конструктора; Н. Королева. Имя его и космос - неразделимы. - Наука в России, 2007, N 1 (прим. ред.).

стр. 54

всего изделия. Почти в равной степени Сергея Павловича интересовали облик летательного аппарата, его топливная система, органы управления и радиооборудования, стартовый комплекс, пусковые установки и т.д. Глушко же все силы отдавал созданию и совершенствованию именно двигателя, остальное считал делом техники.

К 1941 г. группа Валентина Петровича выросла в опытно-конструкторское бюро, которое в годы войны занималось ЖРД в качестве вспомогательной установки для форсирования маневров военных самолетов. Глушко удалось разыскать и добиться перевода к себе Сергея Павловича, к тому времени вызволенного из колымского лагеря и находившегося в омской "шарашке", где работал тогда тоже заключенный, известный авиаконструктор, академик (с 1953 г.) Андрей Туполев.

В 1946 г. Валентин Петрович был назначен главным конструктором ЖРД для баллистических ракет дальнего действия (БРДД) и возглавил авиазавод, расположенный в подмосковном городе Химки. Там, не теряя ни минуты, он приступил к разработке семейства кислородно-спиртовых ракетных двигателей РД-100, РД-101, РД-103 для баллистических и геофизических носителей Р-1, Р-2, Р-5 и других модификаций, в то время создаваемых в другом подмосковном городе - Калининграде (ныне Королев) под руководством Сергея Королева.

Из года в год совершенствовались типы двигателей, росла их мощность, благодаря чему увеличились дальность полета ракет, масса их боевого заряда, точность попадания в цель. Так, к 1956 г. летательный аппарат Р-5 уже покрывал расстояние 1200 км с грузом около тонны. Решающую роль в этих достижениях, конечно же, сыграли новые силовые установки Валентина Петровича. А между тем конструктор продолжал беззаветно трудиться с надеждой, что вот-вот наступят времена, когда его очередной мотор поднимет отечественную ракету за пределы атмосферы Земли.

Решающим в осуществлении данной мечты стал 1954 г.: Королев и Глушко приступают к созданию двухступенчатого межконтинентального баллистического носителя Р-7. Оба конструктора опирались при этом на гениальную публикацию Циолковского "Космические ракетные поезда" (1929 г.), в которой он писал: "если использовать в качестве окислителя жидкий кислород, а в качестве горючего - керосин, то достаточно будет двух ступеней ракеты, чтобы достичь космической скорости и запустить искусственный спутник Земли".

В первую очередь Глушко разрабатывает двигатель РД-107 для первой ступени носителя (четыре "боковушки" конической формы - ракетные блоки "Б", "В", "Г", "Д") и РД-108 для второй (центральный блок "А"); причем все они практически идентичны. Это - главная идея всей жизни конструктора, космическая "вершина" его творчества.

РД-107 обладал четырьмя основными камерами сгорания и двумя рулевыми. Такое их количество позволяло существенно уменьшить длину двигателя, что приводило к снижению массы ракеты. Топливо в ней было двухкомпонентное (окислителем выступал жидкий кислород, горючим - керосин), тяга в вакуу-

стр. 55

ме составляла 1 МН! ТНА имел два основных центробежных насоса - для окислителя и горючего.

Отработанный в турбине парогаз выбрасывался через выхлопной патрубок за борт ракеты, создавая дополнительную тягу. Качающиеся рулевые камеры служили для управления полетом. Охлаждение двигателя (проточное, регенеративное) осуществлялось горючим. Изменение тяги и соотношения компонентов топлива в движении выполнялось регуляторами мотора по командам системы управления полетом.

Конструкция двигателя РД-108 второй ступени ракеты Р-7 - аналогична описанной выше. Были лишь незначительные отличия: вместо двух рулевых камер имелось четыре, несколько по-другому выглядели агрегаты автоматики. РД-108 запускали на старте одновременно с силовыми установками первой ступени, но функционировал он значительно дольше. Таким образом, при запуске ракеты пять двигателей (20 больших камер сгорания) одновременно "выплескивали" грандиозный огонь. Зрелище - не для слабонервных.

И вот наступило 15 мая 1957 г. Ожил ракетодром Тюратам, названный позже космодромом Байконур*. Там произошел первый запуск "семерки". При этом пусковое устройство осталось целехоньким. Но неожиданно в хвосте четвертой "боковушки" (блок "Д") из-за негерметичности системы подачи топлива возник пожар. На 103 сек полета прошла команда - аварийное выключение двигателей. На удалении в 319 км от старта ракета упала.

12 июля того же года был произведен новый запуск Р-7. И опять неудача: на 32,9 сек полета ракета потеряла устойчивость (произошло замыкание на корпус в автоматике стабилизации). Что же касается двигателя, то он вел себя безупречно.

Успешный пуск "семерки" состоялся лишь 21 августа 1957 г. Кстати, для того времени получить положительный результат с третьего раза - явление редкое. Р-7 преодолела расстояние в 6314 км, полностью отработала программу и завершила свой полет на полигоне Кура, что на Камчатке. А спустя 5 дней прозвучало сообщение ТАСС о создании в нашей стране первой в мире межконтинентальной баллистической ракеты.

7 сентября успешный пуск Р-7 повторился, а 5 октября мир по настоящему взорвался сообщением ТАСС о том, что 4 октября 1957 г. в 22 ч 28 мин по московскому времени стартовала новая отечественная ракета и спустя несколько минут вывела на околоземную орбиту первый искусственный спутник Земли**. Так началась космическая эра человечества. В летописи ее одна из главных страниц бесспорно принадлежит Валентину Петровичу Глушко.

Наш народ чтит заслуги великого конструктора. Он является почетным гражданином Одессы, Калуги и Элисты. Ему воздвигнуты памятники в Москве и на Байконуре.


* См.: Ю. Марков. Космодром Байконур. 50 лет на службе человечества. - Наука в России, 2005, N 3 (прим. ред.).

** См.: Ю. Марков. Прорыв в космос - наша слава и гордость. - Наука в России, 2007, N 5 (прим. ред.).


© elibrary.com.ua

Permanent link to this publication:

https://elibrary.com.ua/m/articles/view/ВЛАСТЕЛИН-РАКЕТНОГО-ОГНЯ

Similar publications: LRussia LWorld Y G


Publisher:

Валентин ПротопоповContacts and other materials (articles, photo, files etc)

Author's official page at Libmonster: https://elibrary.com.ua/CashBack

Find other author's materials at: Libmonster (all the World)GoogleYandex

Permanent link for scientific papers (for citations):

ВЛАСТЕЛИН РАКЕТНОГО ОГНЯ // Kiev: Library of Ukraine (ELIBRARY.COM.UA). Updated: 17.07.2014. URL: https://elibrary.com.ua/m/articles/view/ВЛАСТЕЛИН-РАКЕТНОГО-ОГНЯ (date of access: 04.12.2021).


Comments:



Reviews of professional authors
Order by: 
Per page: 
 
  • There are no comments yet
Related topics
Publisher
Rating
0 votes
Related Articles
Несмотря на все провалы за 2,5 года практически неограниченной власти, ближайшее окружение Зеленского старательно убеждает президента в его гениальности и он похоже верит. Аплодисменты заглушали крики «ганьба» так качественно, что Зеленский вжился в роль успешного политика и даже аплодировал себе сам.
Catalog: Разное 
19 hours ago · From Naina Kravetz
UNDER ADVERSE CONDITIONS
Catalog: Экономика 
Yesterday · From Україна Онлайн
THE "EUROPEAN CHOICE" OF UKRAINE WITHOUT THE "UKRAINIAN CHOICE" OF THE EU
Yesterday · From Україна Онлайн
THE NEW CYCLE OF ALLIANCE ENLARGEMENT: UKRAINE AND NATO
Yesterday · From Україна Онлайн
Люди делового миа
Yesterday · From Україна Онлайн
ДА БУДЕТ ГАЗ!
Catalog: Разное 
Yesterday · From Україна Онлайн
А вообще весь этот кейс с комиками во власти заставил понять, что киношный сценарий разительно отличается от реальной большой политики, где побеждает трезвый, незамутненный запрещенными веществами ум, холодный расчет и опыт – как обязательные составляющие личности, дерзающей определять путь миллионов человек.
Catalog: Разное 
4 days ago · From Naina Kravetz
Когда менять резину на зимнюю в 2021 году?
4 days ago · From Україна Онлайн
Запрещает ли PayPal азартные игры?
Catalog: Экономика 
5 days ago · From Україна Онлайн
IN THE INTERESTS OF ENERGY STABILITY
10 days ago · From Україна Онлайн

Actual publications:

Latest ARTICLES:

ELIBRARY.COM.UA is an Ukrainian library, repository of author's heritage and archive

Register & start to create your original collection of articles, books, research, biographies, photographs, files. It's convenient and free. Click here to register as an author. Share with the world your works!
ВЛАСТЕЛИН РАКЕТНОГО ОГНЯ
 

Contacts
Watch out for new publications: News only: Chat for Authors:

About · News · For Advertisers · Donate to Libmonster

Ukraine Library ® All rights reserved.
2009-2021, ELIBRARY.COM.UA is a part of Libmonster, international library network (open map)
Keeping the heritage of Ukraine


LIBMONSTER NETWORK ONE WORLD - ONE LIBRARY

US-Great Britain Sweden Serbia
Russia Belarus Ukraine Kazakhstan Moldova Tajikistan Estonia Russia-2 Belarus-2

Create and store your author's collection at Libmonster: articles, books, studies. Libmonster will spread your heritage all over the world (through a network of branches, partner libraries, search engines, social networks). You will be able to share a link to your profile with colleagues, students, readers and other interested parties, in order to acquaint them with your copyright heritage. After registration at your disposal - more than 100 tools for creating your own author's collection. It is free: it was, it is and always will be.

Download app for smartphones