предыдущий материал

ИСТОРИЯ
Вячеслав Рахманин,
главный специалист НПО Энергомаш, к. т. н.,
член-корреспондент РАК им. Циолковского,
лауреат Государственной премии

Двигатель НК-9В,
однокамерный высотный вариант НК-9
"ПЕРЕОХЛАЖДЕННАЯ" "ДЕВЯТКА"


История создания ракетных комплексов подобна биографии человека, индивидуальна и неповторима. Так было с созданием двигателя для первой ступени боевого ракетного комплекса (БРК) Р-9А.

Создание первого межконтинентального БРК Р-7, у которого в качестве топлива применялись жидкий кислород и керосин, стало огромным достижением отечественной науки и техники. Но недостатком его являлась низкая боеготовность. С.П. Королев наверное должен был бы сконцентрировать все работы ОКБ-1 в направлении исследования космического пространства. Но он понимал, что в условиях противостояния США и СССР государственные приоритеты будут отданы развитию ракетного вооружения. Об этом свидетельствовало принятое в декабре 1956 г. правительственное постановление о разработке в ОКБ-586 под руководством М.К. Янгеля стратегической ракеты Р-16. В такой обстановке ограничение только космической тематикой означало потерю поддержки со стороны министерства обороны (МО). А Королев по складу своего характера был лидер.

Королев попытался склонить Н.С. Хрущева к пересмотру постановления о Р-16. Однако Хрущев "устоял" и предложил Королеву заручиться поддержкой военных и представить предложения для правительственного постановления о разработке параллельно с Р-16 межконтинентального БРК на кислородно-керосиновом топливе.

Чтобы получить поддержку министерства обороны и успешно конкурировать с ОКБ-586, необходимо было разработать ракету с лучшими характеристиками по дальности действия, по удобству эксплуатации, по времени подготовки к пуску (боеготовности). По итогам обсуждения этих вопросов на совещании в ВПК, председательствующий В.М. Рябиков отметил, что ближайшей основной задачей является создание на базе Р-7 новой кислородной ракеты с дальностью действия 10-14 тыс. км (напомним, что дальность действия Р-7 - 8 тыс. км.). Не возражая против этого, выступивший на совещании генерал А.Г. Мрыкин заявил, что параллельно с кислородными ракетами следует разрабатывать ракеты и на высококипящем топливе.

Дальнейшая проработка новой ракеты велась по двум направлениям: первое: ракета Р-9А на кислородно-керосиновом топливе. Разработчик - ОКБ-1, двигателей - ОКБ-456 (главный конструктор В.П. Глушко); второе: ракета Р-9В на азотной кислоте и керосине. Разработчик ракеты - ОКБ-1 с участием по кооперации ОКБ-586, разработчик двигателей - ОКБ-2 (главный конструктор А.М. Исаев).

Почему же в ОКБ-1, у апологета кислородного топлива, появился вдруг вариант с азотной кислотой? Все дело в том, что вариант Р-9В, несколько проигрывая по дальности действия и массе ядерного заряда, имел существенное преимущество по боеготовности, а эта характеристика считалась более важной. Чтобы сделать вариант Р-9А конкурентоспособным, необходимо было заставить жидкий кислород в процессе его заправки и длительного хранения не испаряться. На первый взгляд это противоречит законам природы, ведь температура кипения кислорода на уровне моря составляет минус 183 °С. Вместе с тем, известно, что с понижением давления жидкость кипит при более низкой температуре. Если путем вакуумирования переохладить кислород до температуры минус 190…200 °С, то потери на испарение уменьшаются на два порядка. Идея использования переохлажденного кислорода принадлежит В.П. Мишину, в ту пору первому заместителю главного конструктора ОКБ-1.

Переохлажденный кислород позволил осуществлять заправку баков ракеты за 15…20 минут и поддерживать ракету в боеготовом состоянии в течение нескольких часов без дозаправки. Эти обстоятельства позволили в первой половине 1958 г. приступить к выбору основных характеристик и разработке проектных материалов, в которых доказывалась приоритетность варианта Р-9А по сравнению с ракетами Р-9В и Р-16. Следующим шагом в поддержку Р-9А стало решение Совета Главных конструкторов в сентябре 1958 г. Следует отметить, что у некоторых участников будущей разработки вызывала сомнения возможность реализации предлагаемых характеристик ракеты. Острые, порою жесткие споры возникли между В.П. Глушко и В.П. Мишиным по поводу схемы и параметров двигателя первой ступени. Глушко, исходя из необходимости начала летных испытаний двигателей в середине 1961 г., планировал разработку ЖРД на основе уже проверенных конструкторских решений, реализованных в двигателях ракет Р-7 и Р-12. Мишин настаивал на разработке двигателя по замкнутой схеме с более высокими параметрами. Королев поддержал Мишина и в ходе полемики заявил о возможности разработки альтернативных двигателей в ОКБ главного конструктора Н.Д. Кузнецова, специализировавшегося на авиационных моторах.

Тогда это казалось лишь аргументом для воздействия на неуступчивого партнера. Да и о какой альтернативе могла идти речь, если разработка ключевых конструкций двигателя для новой ракеты в ОКБ-456 была начата еще в первом квартале 1958 г., т.е. задолго до этих споров. В ходе первых испытаний были использованы двигатели ракеты Р-7, но работали они на режимах, выбранных для нового двигателя. При создании нового ЖРД широко использовался опыт разработки двигателей для ракет Р-7 и Р-12. Вместе с тем, конструкторские решения, примененные в двигателе, который получил обозначение 8Д716, вышли на более высокий технический уровень.

В марте 1959 г. минобороны согласилось с доводами Королева, и 13 мая 1959г. вышло правительственное постановление "О разработке ракеты Р-9А".

Постановление устанавливало головных разработчиков: по комплексу в целом - ОКБ-1, по двигателям первой ступени - ОКБ-456, по двигателям второй ступени - ОКБ-154 с участием двигательного отделения ОКБ-1. Для изготовления двигателей на этапе доводки и последующего серийного производства подключался завод №24 Куйбышевского совнархоза.

Был в этом постановлении среди множества пунктов один, ставший впоследствии "яблоком раздора" между Королевым и Глушко. Вот как он звучал: "С целью расширения проектно-конструкторской базы для дальнейшего совершенствования … характеристик ЖРД привлечь к этим работам ОКБ-165 (главный конструктор т. Люлька) и ОКБ-276 (главный конструктор т. Кузнецов). ГКОТ и ГКАТ представить в ВПК предложения по разработке ЖРД в ОКБ-276 и ОКБ-165, имея в виду участие этих организаций в разработке двигателей для Р-9А". Незадолго до выхода постановления, в начале апреля 1959 г., ОКБ-1 утвердило техническое задание (ТЗ) на разработку двигателей в ОКБ-456 и ОКБ-154 по традиционной открытой схеме с ранее согласованными параметрами.

Затем ОКБ-456 приступило к разработке эскизного проекта, который был завершен в октябре 1959 г. Новый двигатель 8Д716 имел более совершенную конструкцию и характеристики по сравнению с двигателями ракеты Р-7. Его тяга была увеличена почти вдвое, удельный импульс стал больше на 15 кгс·с/кг. Все операции по предстартовому обслуживанию выполнялись дистанционно. Двигатель 8Д716 стал новым этапом в ряду мощных ЖРД первого поколения, работающих на кислородном окислителе.

Параллельно в ОКБ-276 под руководством Н.Д. Кузнецова разрабатывался эскизный проект двигателя для первой ступени Р-9А. В.П. Мишин сумел убедить С.П. Королева подписать ТЗ для ОКБ-276 на разработку двигателя с давлением в камере сгорания 100 атм и дожиганием генераторного газа. Такая схема и параметры позволяли получить двигатель с более высокими энергетическими показателями, чем у двигателя 8Д716. В представленном ОКБ-276 эскизном проекте конструкция двигателя 8Д717 (более известного под обозначением НК-9) выглядела следующим образом. Двигатель тягой 35 тс (на первую ступень Р-9А устанавливаются 4 ЖРД) выполнен по закрытой схеме, имеет одну камеру, один ТНА и газогенератор. Достоинством его являлся более высокий по сравнению с двигателем 8Д716 удельный импульс тяги в пустоте (больше на 15 кгс·с/кг).

Оба эскизных проекта практически одновременно поступили в ОКБ-1. Активное лоббирование работ ОКБ-276 Мишиным привело к тому, что Королев решился на неординарный шаг. 25 ноября 1959 г. он обратился к секретарю ЦК КПСС Л.И. Брежневу с письмом, в котором сравнил проектные параметры двигателей 8Д716 и НК-9 и сделал вывод: "После тщательного анализа … работ по двигателям для ракеты Р-9 мы пришли к предложению о целесообразности принятия для этой ракеты одного двигателя НК-9, разрабатываемого ОКБ-276". Прервем здесь цитирование письма и зададимся вопросом - знал ли Королев о производственных возможностях ОКБ-276? Определенно знал, так как далее в письме указывалось на необходимость оказания помощи ОКБ-276 в немедленном развитии его производственной и экспериментальной базы со стороны ГКАТ. Далее Королев ставил крест на двигателях Глушко: "Работы же ОКБ-456 для Р-9 нам казалось бы целесообразно прекратить..." Не дождавшись немедленной реакции на это письмо, Королев повторил его 8 декабря в адрес отдела оборонной промышленности ЦК КПСС.

Что двигало тогда Королевым? Документальные свидетельства отсутствуют. Здесь, на мой взгляд, проявилась та черта характера Королева, которая привела к разладу в работе Совета Главных конструкторов: Королев все чаще и чаще действовал без согласования со своими партнерами, обращался, минуя все инстанции, непосредственно к высшим руководителям государства. Этому способствовало его безымянное возвеличивание в средствах массовой информации как "Главного конструктора космонавтики".

Вернемся, однако, к содержанию письма. Если отбросить техническую суть обращения, то Королев предлагал пересмотреть правительственное постановление, принятое всего полгода назад, в подготовке которого он принимал личное участие. Вряд ли столь серьезные предложения могут лежать только в сфере личных интересов или отношений, обязательно должна быть техническая основа для такого поворота событий. Анализ последовавших действий позволяет установить движущие мотивы.

Королев планировал использовать двигатель НК-9, созданный по высокоэффективной замкнутой схеме, в своих будущих боевых и космических ракетах. Это предположение подтверждается тем, что в 1961 г. проект глобальной ракеты ГР-1 (а позднее - и ракеты Н1) предусматривал использование этих двигателей. Однако эти ракеты не состоялись, причем разработка ракеты ГР-1 была прекращена в 1964 г. как раз из-за неготовности двигателей НК-9.

Результатом обращения Королева в ЦК КПСС явилось указание председателю ГКОТ К.Н. Рудневу создать комиссию для подробного рассмотрения этих проблем. Это, пожалуй, был первый случай конкуренции при разработке ЖРД. На заседании комиссии 14 декабря 1959 г. выступил Глушко, об участии представителей от ОКБ-276 сведений нет, а сам Королев присутствовал. В своем докладе Глушко подробно проанализировал состояние дел, заострил внимание на новизне отработки двигателей закрытой схемы и заявил:"- осуществление двигательной установки НК-9 потребует более длительного времени, чем это определено для разработки ракеты Р-9А…".

В заключение Глушко подчеркнул, что ОКБ-276 обязательно должно получить возможность дальнейшей разработки двигателя НК-9 с целью расширения фронта работ по созданию ЖРД для ракет различного назначения.

Основное содержание своего доклада комиссии Глушко изложил в письме, направленном 25 декабря 1959 г. в 10 адресов, в том числе Д.Ф. Устинову, В.М. Рябикову, К.Н. Рудневу, М.И. Неделину и С.П. Королеву. Последний быстро отреагировал, и 31 декабря 1959 г. в те же адреса ушло письмо, в котором Королев давал критический анализ каждому пункту в письме Глушко. В итоге Королев сделал следующие выводы:"ОКБ-1 считает, что предложение тов. Глушко … является совершенно неправильным, крайне вредным и наносящим ущерб государственным интересам."

Комиссия, в состав которой входили специалисты отраслевых и военного институтов, работники комитетов и Министерства обороны, рассмотрела все мнения и подготовила решение, которое утвердил К.Н. Руднев. Основной вывод решения выглядел так: "…в выводах ОКБ-1 упущено основное обстоятельство, в связи с которым двигатель ОКБ-456 принят в качестве основного варианта для ракеты Р-9А. Это обстоятельство состоит в том, что двигатель ОКБ-456 создается на основе проверенных технических решений…".

Таким образом, предложение Королева о разработке для ракеты Р-9А только двигателя НК-9 было отвергнуто, а трещина в отношениях Глушко и Королева углубилась.

(Продолжение следует)
"OVERCOOLED" "NINE"

The development of R-7 - the first intercontinental complex fueled by liquid oxygen and kerosene - was a great achievement. But its shortcoming was low combat readiness. In 1956, OKB-586 Design Bureau headed by M.K.Yangel made a decision to develop R-16 missile. Koroliev tried to dissuade N.S. Khruschev from this. Therefore, the com-promise settlement was conducting works in two directions: 1) the development of R-9A oxygen/kerosene rocket (by OKB-1 and ОKB-456); 2) R-9В nitric acid/ kerosene rocket (by ОКB-1, ОКB-586 and ОКB-2 headed by A.M. Isayev). Aiming at competi-tiveness of R-9А version, it was necessary to ensure long-time storage of liquid oxy-gen. They succeeded to overcool oxygen to -190oC by vacuuming. This idea of over-cooling belongs to V.P. Mishin. The engine developed by OKB-276 (headed by N.D. Kuznetsov) was selected. Then, a problem concerning the priority of R-9A version in comparison with R-9В and R-16 missiles appeared. But the proposal of Koroliev re-sulted in deterioration of his relations with V.P. Glushko.


предыдущий материал
оглавление
следующий материал