История

К ИСТОРИИ СОЗДАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ПЕРВОЙ СТУПЕНИ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ “ЭНЕРГИЯ”

15 ноября 2003 г. исполнится 15 лет со дня успешного запуска многоразовой космической системы в составе ракеты-носителя сверхтяжелого класса "Энергия" и космического самолета "Буран". Надо сказать, что в КБ Энергомаш одновременно разрабатывались два двигателя: РД-170 и РД-171, предназначавшиеся для первых ступеней ракет-носителей (РН) "Энергия" и "Зенит". По замыслу идеолога их создания В.П. Глушко первая ступень РН "Зенит" должна была обеспечить летную отработку двигательной установки до начала летных испытаний РН "Энергия". В связи с этим оба двигателя РД-170 и РД-171 разрабатывались как близнецы-братья и имели одинаковые рабочие параметры. Отработка РН "Зенит" должна была опережать летные испытания РН "Энергия".
Создание двигателей, ставших самыми мощными в мировой истории ракетостроения, оказалось и самым продолжительным в практике отечественного ракетного двигателестроения.
Наиболее полное и документированное изложение истории разработки двигателей РД-170 (РД-171) представлено в книге "Осуществление мечты", написанной В.Ф. Трофимовым.
Историка, изучающего какое-либо значительное событие, всегда интересует изначальная дата, побудительные причины его происхождения. Автор много размышлял по поводу определения времени возникновения у В.П. Глушко замысла разработки унифицированных двигателей для космических ракет тяжелого и сверхтяжелого класса. В.П. Глушко на протяжении всей своей творческой жизни стремился к разработке двигателей и ракет, превышающих по своей мощности существовавшие на тот момент. В августе 1956 г. В.П. Глушко предлагал С.П. Королеву приступить к разработке ракеты Р-8 с тягой единичного двигателя 200 тс (тяга каждого из пяти двигателей у находившейся в разработке ракеты Р-7 составляла 76 тс). Спустя четыре года он сделал новые предложения - в феврале 1960 г. С.П. Королеву и в марте того же года М.К. Янгелю - о разработке космических ракет тяжелого класса P-10 (суммарная тяга двигателей первой ступени 1960 тс) и сверхтяжелого класса Р-20 (суммарная тяга двигателей первой ступени 2800 тс).
Последний, самый мощный импульс для зарождения своего замысла Глушко получил в июне 1962 г., когда возглавляемому им ОКБ-456 было отказано в участии в разработке двигателей для ракеты-носителя H1. Отказано С.П. Королевым в представленном ОКБ-1 эскизном проекте на разработку этого сверхмощного носителя.
В подтверждение высказанного тезиса автор располагает рядом неопровержимых фактов. При обсуждении характеристик и облика ракеты-носителя H1 на заседаниях Совета главных конструкторов в 1960-1961 гг. Глушко последовательно предлагал использовать различные варианты ракетного топлива: НДМГ в сочетании вначале с азотной кислотой, затем с жидким кислородом и, по его мнению, с наиболее перспективным во всех отношениях азотным тетраоксидом (АТ). Большинство членов СГК поддерживали эти предложения. Королев не возражал. ОКБ-1 последовательно, по мере поступления предложений Глушко, выдало в ОКБ-456 три технических задания, подписанных Королевым. В этих ТЗ предусматривалась разработка двигателей первой ступени H1 на предложенных вариантах топлива. Следует уточнить, что на этапе обсуждения схемы ракеты и определения вида топлива Глушко был согласен с выбором тяги единичного двигателя в 150 тс. К выводу о целесообразности применения двигателей тягой порядка 600 тс и более он пришел несколько позже. Однако Королев выбрал четвертый вариант двигателя на кислородно-керосиновом топливе, ТЗ на который ОКБ-1 одновременно выдало в ОКБ-276 Н.Д. Кузнецова. Подчеркну, одновременно, а не вынужденно (вопреки, повторюсь, бытующему мнению, что техзадание Кузнецову, якобы, было выдано после отказа Глушко от разработки двигателей).
Решение, принятое С.П. Королевым и поддержанное Государственной экспертной комиссией во главе с М.В. Келдышем, глубоко огорчило Глушко. Но это послужило импульсом, который через годы реализовался в идее разработки мощного унифицированного двигателя, на базе которого и были созданы РН "Зенит", "Энергия" и начаты работы по "Вулкану".
Отвергнутый ОКБ-1 вариант двигателя на топливе АТ и НДМГ был использован в ОКБ-52 В.Н. Челомея для первой ступени РН "Протон", запуск которой был успешно осуществлен в июле 1965 г. (напомним, что по правительственному постановлению начало летных испытаний ракеты H1 намечалось на 1965 г.).
Глушко предложил на первую ступень ракеты H1 вместо двигателей HK-15 разработки ОКБ-276 установить двигатели первой ступени РН "Протон", переведя их на кислородно-керосиновое топливо. Однако это предложение было отклонено так же, как не было принято предложение использовать двигатели 8Д420 тягой 640 тс, разрабатываемые для РH УР-700, переведя их на кислородно-керосиновое топливо. Следующее предложение последовало в начале 1973 г. КБ Энергомаш разработало технический проект кислородно-керосинового двигателя 11Д120 тягой 600 тс, и Глушко предложил установить семь таких двигателей на первую ступень H1 вместо тридцати HK-15. И вновь отказ. Глушко окончательно убедился, что разрабатываемые под его руководством двигатели несовместимы с ракетой, разработкой которой руководит В.П. Мишин.
Революционный подход к созданию ракетной техники, сформулированный В.П. Глушко, опрокидывал привычную последовательность создания ракеты. Сформулировав основной принцип дальнейшей работы, Глушко приступил к его реализации. В КБ Энергомаш были проведены проектно-расчетные исследования, осенью 1973 г. состоялся расширенный научно-технический совет предприятия.
После назначения в мае 1974 г. Глушко директором и генеральным конструктором НПО "Энергия", в которое вошли ЦКБЭМ (бывшее ОКБ-1) и КБ Энергомаш с их заводами и филиалами, отработка двигателя приняла более целенаправленный характер.
Сохраняя верность принципу "от двигателя - к ракете", Глушко предложил главному конструктору КБ "Южное" В.Ф. Уткину с опережением по сравнению со сроками разработки сверхтяжелой ракеты-носителя "Энергия" создать ракету-носитель среднего класса "Зенит" с одним двигателем первой ступени РД-171, аналогичным по своим характеристикам двигателю РД-170. Постановление на разработку РН "Зенит" вышло в марте 1976 г. В августе 1980 г. состоялось первое огневое испытание РД-171.
У двигателей РД-170 (РД-171) выявился совершенно новый дефект - неработоспособность ТНА. Полоса аварийных испытаний двигателей затянулась.
Создавшаяся ситуация породила раскол среди специалистов КБ и завода Энергомаш в вопросе выбора конструкции двигателя, главным образом в отношении его мощности. Предложение "четвертовать" двигатель, в форме докладной записки было направлено главному конструктору КБ Энергомаш В.П. Радовскому, который сразу же ознакомил с её содержанием В.П. Глушко. Генеральный конструктор РН "Энергия" к предложению отнесся резко отрицательно, увидев в применении многодвигательной схемы возвращение к схеме H1. Однако о поданной докладной записке стало известно министру общего машиностроения С.А. Афанасьеву, который поручил работникам службы безопасности КБ Энергомаш изъять докладную из сейфа Радовского и доставить её в министерство. Надо сказать, что С.А. Афанасьев очень болезненно воспринимал аварийные результаты испытаний двигателей РД-171. "Руководство страны не позволит повторить бесплодный опыт разработки H1", - считал он. Неудача с РН "Энергия" оказалось бы провалом второго грандиозного проекта в министерстве, которое Афанасьев возглавлял к тому моменту уже более 15 лет. В этой обстановке министр видел выход в дублировании работ по созданию двигателя для РН "Энергия", в подстраховке на случай неудачи с разработкой основного варианта. Предложенное в докладной записке "четвертование" двигателя РД-170 фактически означало создание двигателя тягой 185 тс, т.е. аналога отработанного к тому времени в авиационном ОКБ-276 Н.Д. Кузнецова двигателя НК-33, предназначавшегося для первой ступени H1. Успешное завершение доводки НК-33 вселяло уверенность в возможности благополучного разрешения проблем и с двигателями для РН "Энергия". Создание резервного варианта при осуществлении сложной технической задачи является вполне допустимым решением, но при этом необходимо обеспечить взаимозаменяемость основного и резервного варианта. А это условие при "четвертовании" двигателя РД-170 применительно к схеме РН "Энергия" не соблюдалось.
Однако соблазн выхода из тупикового, по мнению некоторых специалистов, положения путем использования четырех двигателей вместо одного был очень велик. В этом спустя много лет признался главный конструктор комплекса "Энергия", заместитель генерального конструктора НПО "Энергия" Б.И. Губанов. В тайне от Глушко он летал в Куйбышев к Н.Д. Кузнецову и оговаривал возможность поставки двигателей НК-33 для РН "Энергия". Н.Д. Кузнецов поставку двигателей связал с выполнением ряда условий. Этот эпизод свидетельствует об остроте создавшейся ситуации и образе мыслей ближайших сотрудников Глушко.

Министр общего машиностроения
С.А.Афанасьев и В.П.Глушко

(Продолжение в следующем номере).