АКАДЕМИК ВАЛЕНТИН ПЕТРОВИЧ ГЛУШКО
(к 100-летию со дня рождения)

ОАО "НПО Энергомаш им. акад. В.П. Глушко":
Николай Анатольевич Пирогов, генеральный директор
Вячеслав Федорович Рахманин, главный специалист

2 сентября 2008 г. исполнилось 100 лет со дня рождения выдающегося ученого и конструктора, пионера ракетно-космической техники, основоположника отечественного жидкостного ракетного двигателестроения, дважды Героя Социалистического Труда (1956, 1961), лауреата Ленинской (1957) и Государственных (1967, 1984) премий СССР, академика Валентина Петровича Глушко.

Жизнь и деятельность В.П. Глушко - пример гражданского и научного подвига. Незаурядность В.П. Глушко как личности проявилась уже в юные годы, когда под влиянием произведений Жюля Верна, работ К.Э. Циолковского и переписки с ним Валентин определил основную цель жизни - осуществление межпланетных полетов. Вот слова юного Глушко, написанные им Циолковскому в 1924 г.: "Относительно того, насколько я интересуюсь межпланетными сообщениями, я Вам скажу только то, что это является моим идеалом и целью моей жизни, которую я хочу посвятить для этого великого дела".

О.Д. Бакланов

Глушко оставался верным этому решению всю свою творческую жизнь. Завершая в 1928 г. учебу в Ленинградском университете, он избрал темой дипломной работы проект космического корабля "Гелиоракетоплан" с электротермическим двигателем. Со свойственным молодости максимализмом Глушко решил применить двигатель, имеющий удельный импульс тяги в десятки раз выше, чем у самых совершенных двигателей, работающих на химических топливах. Такую величину удельного импульса можно было получить, сжигая в мощном электроразряде металлические проводники. Представленный весной 1929 г. в ленинградский филиал комитета по изобретениям проект двигателя получил положительные отзывы профессора Шулейкина из управления связи РККА и инженера-химика Тихомирова, начальника Газодинамической лаборатории (ГДЛ). Тихомиров предложил Глушко приступить к технической реализации проекта его двигателя и с 15 мая 1929 г. Глушко стал штатным сотрудником ГДЛ. Под его техническим руководством небольшой коллектив конструкторов-исследователей вел разработку конструкции и экспериментальные испытания в лаборатории ленинградского Физико-технического института. В результате этих работ была получена работоспособная рабочая модель первого в мире электротермического ракетного двигателя. В то же время эти работы показали отсутствие реальной возможности обеспечения двигателя достаточным электропитанием ни на земле, ни, тем более, на борту космического аппарата. Идея создания электротермического двигателя опережала технические возможности, поэтому работы были прекращены. Да и разработка двигателя для перемещения в космическом пространстве опережала естественный ход развития космической техники. Прежде, чем летать в космосе, необходимо было иметь двигатель, способный преодолеть силу земного притяжения. О таком двигателе имелись теоретические разработки в трудах Циолковского, хорошо известных Глушко. И он в начале 1930 г. переключается на создание жидкостной ракетной техники.

Б.Е. Чертак

На начальном этапе истории ракетостроения главной задачей при создании жидкостной ракеты являлось разработка конструкции двигателя, работоспособного в течение нескольких десятков секунд. И Глушко начинает с разработки лабораторных модельных ЖРД, получивших наименование ОРМ (опытный ракетный мотор), объединяющее все семейство двигателей разрабатывавшихся Глушко в тридцатых годах.

Первые же проведенные в нашей стране летом 1931 г. испытания ЖРД показали, что при кажущейся простоте конструкции требуется тщательное изучение происходящих в камере ОРМ физико-химических процессов. И Глушко с участием Б.П. Петропавловского, Г.Э. Лангемака, Н.Г. Чернышева, И.И. Кулагина и других, имевших опыт разработки твердотопливных реактивных снарядов, приступил к научно-исследовательским работам. Научно-технические вопросы, возникающие при создании ЖРД, опережали уровень научных достижений начала тридцатых годов XX века в термо- и газодинамике, теплопередаче, химической кинетике, металлургии, механике и ряде других наук. Необходимость обеспечения работоспособности камеры сгорания ЖРД при температуре горения топлива около 3000°С в сочетании с давлением химически активной газовой среды в десятки атмосфер на протяжении нескольких десятков секунд требовала как создания новых расчетных методик, так и проведения натурных опытов.

На первом этапе разработка ракетной техники велась без какой-либо научной программы. Последовательность исследовательских работ определялась интуитивно и развивалась по мере получения экспериментальных результатов. Проведя первые исследовательские работы, Глушко особое внимание уделял получению высокого значения удельного импульса тяги. В этих исследованиях он использовал различные химические вещества: в качестве окислителя - жидкий кислород, азотный тетроксид, азотную кислоту, растворы азотного тетроксида в азотной кислоте, тетронитрометан, перекись водорода, хлорную кислоту; в качестве горючего - бензин, толуол, керосин, бериллий. Тогда же он предложил способы повышения эффективности топлив для ЖРД увеличением их плотности путем глубокого охлаждения и введением тяжелой инертной примеси, а также трехкомпонентное топливо - кислород с водородом и бериллием. Необходимо подчеркнуть, что поиском высокоэффективного ракетного топлива Глушко занимался всю свою творческую жизнь. Среди отечественных главных конструкторов ракетной техники он был единственным, кто проводил подобные исследования, и чьи предложения по составу топлива были реализованы при создании двигателей и ракет.

ОРМ-64

Различные компоненты топлива требовали применения различных способов зажигания при запуске. В своих исследованиях Глушко использовал как уже известные способы (воспламенение от электроискры или от электромостика накаливания), так и впервые им предложенные (от пороховой шашки или химзажигание пусковым горючим). Последние два способа широко вошли в практику ракетостроения.

Следующим шагом к созданию ракетного двигателя стали поиски работоспособной конструкции камеры сгорания. Одна из первых работ была посвящена определению эффективного экспоненциального профиля сверхзвуковой части сопла. До этого во всех известных теоретических работах рекомендовалось выполнять эту часть сопла конусной, различными предлагались только углы конусности.

Серия ОРМ, разработанных в 1931-1932 гг., предназначалась для проверки различных вариантов конструкции, способной выдержать воздействие температуры и давления в камере в течение десятков секунд. Первые камеры ОРМ, по аналогии с пороховыми двигателями, не имели наружного охлаждения. Их работоспособность должно было обеспечивать теплозащитное покрытие. Из проверенного ряда покрытий наилучшие результаты показало керамическое покрытие из двуокиси циркония, нашедшее широкое применение в последующей практике ракетостроения. Однако ограничиться только теплозащитным покрытием не удалось, потребовалось введение дополнительного охлаждения. Примененное наружное оребрение стенки по типу воздушного охлаждения поршневых двигателей оказалось малоэффективным, пришлось оребренную стенку охлаждать потоком компонента топлива. Так в 1933 г. впервые появилась конструкция тракта регенеративного охлаждения камеры ЖРД, состоящая из оребренной внутренней и гладкой наружной стенок. В наиболее теплонапряженных участках камеры стенка имеет спиральное оребрение. Выбранная конструкция и места установки центробежных форсунок создавали дополнительное охлаждение стенки внутренней топливной завесой. Внутренне охлаждение также впервые было применено в отечественной конструкции камер ЖРД.

Результаты цикла испытаний камер однотипной конструкции на топливах азотная кислота + керосин и жидкий кислород + керосин показали лучшую работоспособность внутренней стенки камеры при работе на первом топливе. В этот же период было установлено, что среди высококипящих окислителей азотный тетроксид дает наиболее высокий удельный импульс тяги, но в связи с отсутствием его промышленного производства в СССР, дальнейшие работы проводились с азотной кислотой в качестве окислителя.

Кроме экспериментальных исследований Глушко выполнил ряд расчетно-проектных работ, которые не получили завершения изготовлением матчасти. Так, в 1932 г. были разработаны чертежи турбонасосного агрегата с центробежными насосами и приводом турбины газом, отбираемым из камеры сгорания, а также выполнен проект ракеты РЛА-100 (ракетный летательный аппарат с высотой подъема 100 км) с карданным подвесом ЖРД тягой 3 тс. Для стабилизации полета ракеты предусматривалась установка гироскопов. Особенности старта и управления полетом ракеты РЛА-100 предполагалось отработать при пусках экспериментальных малоразмерных ракет РЛА-1, РЛА-2 и РЛА-3 с двигателем ОРМ-52 тягой 300 кгс.
Этот двигатель, а также двигатель ОРМ-50 тягой 150 кгс, предназначенный для установки на ракету "05" конструкции ГИРД, прошли в 1933г. первые в СССР официальные сдаточные огневые испытания под контролем межведомственной комиссии с выпуском соответствующего акта.

(Продолжение в следующем номере).