БОЛЬШОЕ ВИДИТСЯ НА РАССТОЯНИИ

Станислав Петренко,
главный конструктор Волжского КБ РКК «Энергия» им. С.П. Королева, дтн
Александр Иванов,
ведущий конструктор ОАО «СНТК им. Н.Д. Кузнецова»

Команду на зажигание подали 21 февраля 1969 г. в 12 ч 17 мин 55 с по московскому времени. Неожиданно по ложной команде система КОРД (контроль работы двигателей) выключила исправные ЖРД №№ 12 и 24 блока “А”. Ракета сошла со стартового стола в 12 ч 18 мин 07 с при 28 работающих ЖРД НК-15 из 30.
На 55-й секунде было зарегистрировано резкое возрастание температуры в районе двигателей №№ 3, 21, 22, 23, 24. До 68-й секунды полет проходил по расчетной траектории, двигатели работали нормально. На 69-й секунде системой КОРД была выдана команда на выключение всех двигателей по каналу пульсации из-за замыкания цепи постоянного и переменного тока.
Горящая ракета № 3Л летела под небольшим углом к горизонту. Она не взорвалась, не рассыпалась в воздухе на обломки. Плавно снижаясь, упала в 50 км от старта.
Принципиальная работоспособность связки из 30 ЖРД блока “А”, системы их управления и отключения в полете была успешно подтверждена. Вину за аварию возложили на двигателистов, посчитав основной ее причиной недостаточную виброотработку ЖРД. Предполагалось ужесточить контроль хвостового отсека блока “А” перед стартом. Ракету № 4Л, аналогичную № 3Л, отправили на доработку с целью повышения надежности и грузоподъёмности.
Второй старт ракеты Н1 № 5Л состоялся 3 июля 1969 г. в 23 ч 18 мин 32 с по московскому времени. За четверть секунды до отрыва от стартового стола из-за попадания в насос окислителя металлического предмета (предположительно – стальной диафрагмы датчика пульсаций давления) взорвался ЖРД № 8 блока “А”. Перебило бортовую кабельную сеть, повредило соседние двигатели и телеметрическое оборудование. Начала разрушаться нижняя часть ступени. Через 0,5 с после команды “контакт подъёма” система КОРД начала выключать ЖРД №№ 7, 8, 19 и 20; на девятой секунде – двигатель № 21 (противоположный ЖРД № 9). Ещё через пару секунд были отключены все двигатели, кроме ЖРД № 18, который продолжал работать.
Не успев из-за разрушения силовой кабельной сети отработать команду разворота на курс, ракета, поднимавшаяся практически вертикально, достигла высоты около 200 м, затем также вертикально стала падать на стартовый стол. На 15-й секунде полета сработала система аварийного спасения спускаемого аппарата беспилотного корабля 7К-Л1С, входившего в состав головного блока ракеты. Единственный работающий ЖРД постепенно разворачивал носитель вокруг оси, и на 23-й секунде ракета почти плашмя упала на старт и взорвалась. Она разрушила стартовое сооружение № 1, полностью уничтожила поворотную башню обслуживания, серьёзно повредила подземные помещения стартового комплекса. Обломки носителя разбросало в радиусе 1 км.
Аварийная комиссия выяснила следующее: еще при стендовой отработке зарегистрирована восприимчивость ЖРД НК-15 к попаданию крупных (десятки мм) металлических предметов в насос окислителя, которые приводили к повреждению крыльчатки, возгоранию и взрыву насоса; мелкие металлические предметы (стружка, опилки и т. п.), сгорающие в газогенераторе, приводили к разрушению лопаток турбины. Неметаллические предметы (резина, ветошь и пр.), попавшие на вход ТНА, остановки двигателя не вызывали. Ракета № 5Л относился к первой партии лётных изделий, в которой не предусматривалась установка фильтра на входе в насосы. Их должны были поставить на двигатели всех ракет, начиная с № 8Л, которую предполагалось использовать на пятом пуске.
Надежность ЖРД показалась самому Н.Д. Кузнецову недостаточной. С июля 1970 г. в ОКБ начали создавать качественно новые двигатели фактически в многоразовом исполнении и со значительно увеличенным ресурсом и запасами работоспособности. Однако они были готовы только к концу 1972 г., а лётные испытания предполагалось до этого времени продолжать на ракетах со старыми ЖРД, над которыми повысили контроль.
Из-за повреждения стартового комплекса и замедления темпов работ подготовка третьего лётного испытания затянулась на два года. Только в воскресенье 27 июня 1971 г. ракета № 6Л стартовала в 2 ч 15 мин 7 с по московскому времени со второго, недавно построенного стартового сооружения площадки «110» космодрома Байконур. Все двигатели работали устойчиво. С момента отрыва телеметрия зафиксировала ненормальную работу системы управления по крену: уже к 8-й секунде полета на высоте около 250 м рулевые сопла встали на упоры, так и не сумев парировать возмущение по крену, которое все время увеличивалось и к 15-й секунде достигло 14°. Скорость и угол поворота постоянно возрастали.
Начиная с 39-й секунды система управления была не в состоянии стабилизировать носитель по осям. На 48-й секунде из-за выхода на закритические углы атаки началось разрушение ракеты-носителя в области стыка блока “В” и головного обтекателя. Головной блок отделился от ракеты и, разрушаясь, упал недалеко от старта. “Обезглавленный” носитель продолжал неуправляемый полёт. На 51-й секунде, когда угол поворота по крену достиг 200°, по команде от концевых контактов гироплатформы выключились все двигатели блока “А”. Продолжая разрушаться в воздухе, ракета летела еще некоторое время и упала в 20 км от старта, оставив на земле воронку диаметром 30 м и глубиной 15 м. Обломки носителя № 6Л рассеялись по территории в несколько квадратных километров.
Авария показала необходимость модификации ракеты еще до поступления новой партии носителей. Ракета Н1 № 7Л, подготавливаемая к пуску, значительно отличалась от предшественниц. Были улучшены ее аэродинамические характеристики путём уменьшения площади днища блока “А” и введения заостренных гаргротов-обтекателей трубопроводов вместо закругленных. Управление полетом осуществляла новая система с гиростабилизированной платформой. Для улучшения управляемости по каналу крена на первой и второй ступенях этого экземпляра вместо выхлопных сопел были установлены рулевые ЖРД. “Кислый” газ после турбин и керосин после насосов отбирались от основных ЖРД и шли в камеры сгорания рулевых двигателей по “гибким шлангам” – трубопроводам высокого давления типа сильфонов, и коллекторам. Предполагаемая поставка основных ЖРД НК-33 в многоразовом исполнении к сроку не поспевала, и лётное испытание проводилось на старых одноразовых двигателях.
23 ноября 1972 г., через 17 месяцев после неудачного третьего запуска, состоялся очередной. Ракета № 7Л оторвалась от 2-го старта в 9 ч 11 мин 52 с по московскому времени. Для сторонних наблюдателей вплоть до 107-й секунды полет проходил успешно. Двигатели работали устойчиво, все параметры ракеты были в пределах нормы. Но некоторые причины для беспокойства появились еще на 104-й cекунде. Им даже не успели придать значения: через 3 с в хвостовом отсеке блока “А” сильный взрыв разметал всю периферийную двигательную установку и уничтожил нижнюю часть сферического бака окислителя. Ракета взорвалась и рассыпалась в воздухе на куски.
О причинах катастрофы ракеты № 7Л до сих пор однозначного ответа нет. По официальной версии ОКБ-1, зафиксированной в заключении аварийной комиссии, все произошло в результате повреждений в хвостовом отсеке блока “А”, вызванных разрушением двигателя № 4 из-за разгара насоса окислителя (как во втором пуске). ОКБ Н.Д. Кузнецова не согласилось с этими заключениями. По утверждению главного конструктора «СНТК им. Н.Д. Кузнецова» В.Н. Орлова, авария произошла из-за разрушения трубопровода диаметром 250 мм, подающего кислород в ЖРД № 4, вследствие гидравлического удара, вызванного “пушечным” отключением шести центральных двигателей НК-15, которые, согласно циклограмме полета, примерно через 90 с после старта отключаются для уменьшения перегрузок при выведении и экономии топлива.
Четыре неудачных пуска и особенно авария ракеты № 7Л угнетающе подействовали на некоторых лиц в руководстве отрасли и ЦК партии. Но сами исполнители программы не унывали. Они понимали – всё закономерно: пока громадная и суперсовременная, более совершенная, чем американская «Сатурн-V», ракета учится летать, аварии неизбежны. В носителе № 8Л разработчики постарались учесть все полученные раннее результаты лётных испытаний. Ракета значительно потяжелела, но у её создателей не было никаких сомнений в том, что взрывов и пожаров блока “А” уже не будет, и пятый пуск решит задачу полета беспилотной экспедиции Л-3 по упрощенной схеме без посадки на лунную поверхность.
К началу 1974 г. ракета № 8Л была собрана. На всех ее ступенях начали монтаж многоразовых ЖРД. Новый двигатель НК-33 блока “А” представлял собой модернизированный вариант НК-15 с существенно повышенной надежностью и работоспособностью. Его можно было испытывать многократно без съёма со стенда и переборки, а после этого устанавливать на лётный экземпляр носителя. Пневмогидравлическую схему частично усовершенствовали и упростили: количество элементов пироавтоматики уменьшилось с 12 до 7. Уникальная безаварийная наземная отработка всех новых ЖРД в период 1969-1972 гг. давала уверенность в успешном пятом пуске ракеты, намеченном на IV квартал 1974 г.
Снятие академика В. Мишина с поста руководителя ОКБ-1 и назначение на его место в мае 1974 г. В. Глушко, неожиданное для многих, привело к тому, что работы по Н1 во вновь образованном НПО “Энергия” в кратчайший срок полностью свернули. Официальным (формальным) поводом закрытия проекта стало “отсутствие тяжёлых полезных нагрузок, соответствующих грузоподъёмности носителя”. В 1976 г. предприятие переключилось на создание новой ракетно-космической системы “Энергия” – “Буран” – стратегической альтернативы американскому кораблю “Спейс-Шаттл”.
По мнению многих специалистов, программу тяжелого носителя закрыли совершенно необоснованно. Отнюдь не двигатели повинны в этом: ЖРД Н.К. Кузнецова, созданные более 20 лет назад, по-прежнему остаются в ряду самых выдающихся образцов техники мирового класса.
И, конечно, не на голом месте ОКБ-1 впоследствии добилось первого же удачного пуска новой ракетно-космической системы “Энергия”.

(Окончание следует)