ПУТЬ ЦИАМ В РАКЕТНОЙ ТЕХНИКЕ
(создание отечественных ЖРД в 50-80 гг. ХХ века)

Валентин Алексеевич Шерстянников,
доктор технических наук, лауреат премии Н.Е. Жуковского,
 ветеран космонавтики России, академик Германской академии им. А. Гумбольдта

 

В 50-80-е годы ЦИАМ совместно с отраслевыми НИИ и институтами АН СССР принимал активное участие в создании мощных ЖРД для ракетных комплексов космического и оборонного назначения, обеспечивающих прорыв в космос и обороноспособность страны. Разработанные для этих комплексов ЖРД ОКБ В.П. Глушко, Н.Д. Кузнецова, С.А. Косберга и СП. Изотова существенно превосходят зарубежные ЖРД и являются конкурентноспособными на мировом рынке.

Первые работы ЦИАМ по ракетным двигателям были проведены в конце 50-х годов. Это были годы бурного развития в нашей стране ракетно-космической техники, к созданию которой С.П. Королевым были привлечены многие ОКБ и НИИ оборонной промышленности, в том числе и ЦИАМ.

В 1958 г. по приказу Министерства в ЦИАМ был создан специализированный отдел по ракетным двигателям, работающим на жидких и твердых топливах. В короткие сроки была создана новая экспериментальная база, позволяющая проводить физические исследования рабочих процессов в ракетных двигателях и их элементах. Широкое использование авиационного опыта позволило Институту быстро и эффективно решать вопросы развития и создания ЖРД.

ЦИАМ совместно с ОКБ впервые в отрасли были разработаны нормы прочности ЖРД, которые нашли широкое применение в промышленности и успешно используются по настоящее время. Были разработаны методы исследования неустойчивости процесса горения в камерах сгорания и газогенераторах при пониженном давлении и расходе. Созданы высокоэффективные методы математического и гидродинамического моделирования процесса запуска ЖРД, учитывающие наиболее полно реальные процессы в агрегатах двигателя и условия работы двигателя в составе ракеты. По выбору параметров и расчётов высокоэффективных сопел ЖРД выпущен фундаментальный труд.

Работы по ракетным двигателям в ЦИАМ проводились под непосредственным руководством В.Р. Левина, являвшегося заместителем начальника Института по ракетной тематике. В 1960-1970 гг. автор статьи работал в ЦИАМ заместителем В.Р. Левина по тематике ЖРД, активно участвовал в их создании и возглавлял межведомственные комиссии по наземной отработке этих двигателей и передаче в эксплуатацию в составе ракетных комплексов ОКБ С.П. Королёва, В.Н. Челомея и П.Д. Грушина (а также - реализации международных космических программ "Союз - Аполлон" и "Союз - Салют-6", но об этом - чуть позже).

Создание космических ЖРД для третьих ступеней ракет-носителей "Восток" и "Союз" ОКБ  С.П. Королева

Создание ЖРД, работающих в условиях космического пространства, представляло собой на рубеже 50-60-х годов  сложную научно-техническую и инженерную задачу. Опыт создания таких двигателей в нашей стране и за рубежом отсутствовал.

В ЦИАМ были проведены теоретические и экспериментальные исследования по двигателям, в том числе по выбору оптимальной системы регулирования, по повышению эффективности ТНА и определению удельной тяги двигателя в пустоте.

На высотном стенде ЦИАМ впервые в отрасли при испытании в барокамере была определена удельная тяга двигателя в высотных условиях. Это позволило уточнить методику оценки удельной тяги в пустоте и более уверенно прогнозировать выполнение сложных для того времени космических программ полетов.
Результаты работ, проводившихся в ОКБ, порой, в экстремальных условиях, докладывались С.П. Королеву, министру авиационной промышленности П.В. Дементьеву и ВПК. При докладах Сергею Павловичу Королеву нас всегда поражала его колоссальная интуиция. Так, однажды мы докладывали С.П. Королеву результаты большой работы по двигателю с рекомендациями, принятыми Главным конструктором ОКБ и поддержанными руководителями двух головных институтов. Однако Сергей Павлович не согласился с нами и оказался прав. Вскоре мы снова потерпели неудачу. Решение было найдено в дальнейшем совместными усилиями ОКБ и С.П. Королева.

Разработанные мероприятия (новой схемы запуска двигателя и др.) обеспечили высокую надежность работы двигателей в составе ракет-носителей "Восток" и их последующих модификаций "Союз". В решении этих задач активное участие принимали Главный конструктор СА. Косберг и ведущие специалисты ОКБ и институтов - А.Д. Конопатов, А.А. Голубев, В.П. Кошельников, П.Ф. Шульгин, П.А. Ершов (ОКБ); А.Л. Ваничев, М.С. Натанзон, Ф.М. Тиняков (НИИ ТП); В.Р. Левин, В.Е. Дорошенко, В.А. Шерстяников (ЦИАМ).

В ЦИАМ были проведены также исследования по выбору рациональной схемы регулирования двигателя (В.М. Калнин и др.). Впервые вместо регулятора давления применен регулятор расхода топлива прямого действия, дозирующий подачу жидкого компонента в газогенератор. Проведенные в ЦИАМ расчетно-экспериментальные исследования по турбине двигателя (В.А. Шерстянников) позволили разработать сверхзвуковую турбину с высоким к.п.д., обеспечивающую параметры и работу двигателя во всем заданном диапазоне режимов.

Ракеты-носители "Союз", созданные ОКБ СП. Королева более 40 лет тому назад, успешно эксплуатируются для запуска космических летательных аппаратов различного назначения и всех пилотируемых кораблей "Союз" по настоящее время!

Создание мощных азотно-кислотных ЖРД для ракеты-носителя "Протон" ОКБ В.Н. Челомея

В начале 60-х годов перед отечественной ракетно-космической наукой и техникой была поставлена сложная задача по созданию в короткие сроки мощных ракетных комплексов для осуществления полетов к Луне и дальнейшего повышения обороноспособности страны путем создания массовых ракет стратегического назначения и высокоманевренных ракет систем ПРО и ПВО.

Для эффективного решения поставленной задачи ряд ОКБ и НИИ был переориентирован на ракетно-космическую тематику. В их числе и ОКБ В.Н. Челомея. Работы велись по стратегическим ракетам дальнего радиуса действия и ракетному комплексу "Протон" (суммарная тяга двигателей первой ступени равна 900 тс). К работам по двигателям были привлечены многие НИИ и ОКБ оборонной промышленности и Академии Наук СССР. Функции Головных научных организаций по доводке двигателей были возложены на НИИ ТП и ЦИАМ. Разработка двигателей осуществлялась в ОКБ В.П. Глушко и С.А. Косберга.

Для успешного создания новых ЖРД нужно было почти на 25% повысить уровень экономичности ЖРД по сравнению с достигнутым к тому времени, резко снизить (почти на 40%) удельную массу двигателей и обеспечить при этом высокую надежность и безотказность создаваемых конструкций.

Существенный прогресс в улучшении основных показателей двигателей был достигнут применением более эффективных компонентов топлива, переходом к высокоэффективным "закрытым" схемам двигателей и освоением высоких давлений в камерах сгорания (150 атм и выше).

Возникающие проблемы решались совместными усилиями ОКБ, ЦИАМ, НИИТП и других отраслевых НИИ. Большое внимание уделялось ЦИАМ анализу и обобщению богатого экспериментального материала, получаемого в ОКБ при стендовых и летных испытаниях двигателей, созданию методов расчета характеристик агрегатов разрабатываемых двигателей и эффективных методов физического и математического моделирования, наиболее полно отражающих рабочие процессы в двигателях и реальные условия их работы в составе ракеты.

В работе ЦИАМ по ЖРД для ракетоносителей "Протон" наиболее существенными были следующие результаты:

Проведены исследования работоспособности и ресурса мощных высоконапряженных ТНА при высоких к.п.д. с давлениями подачи топлива, достигающими 400 атм. Разработаны и внедрены в практику ОКБ эффективные методы расчета и выбора оптимальных параметров и способов доводки характеристик насосов и турбин, обеспечения достаточности кавитационных запасов насосов и требуемого вибрационного пульсационного состояния ТНА (научные руководители В.А. Стефановский и В.Т. Митрохин).

Разработаны методы физического моделирования процессов неустойчивости горения при пониженных давлениях и расходах, создан энергетический метод расчета высокочастотной неустойчивости и предложены методы расчета эффективных конструктивных средств подавления высокочастотных и низкочастотных колебаний в газогенераторах и камерах сгорания ЖРД.

Выявлено влияние на устойчивость процесса большинства основных конструктивных и режимных факторов длины и площади газовых каналов, скорости истечения газообразного компонента, числа отверстий для впрыска жидкого компонента, глубины внедрения струи и др. Результаты модельных и натурных исследований были успешно использованы для существенного повышения запасов устойчивости рабочего процесса в камерах сгорания и газогенераторах создаваемых ЖРД.

Работы по устранению высокочастотных колебаний обобщены в совместном труде ЦИАМ, НИИ ТП и OKБ (научные руководители В.Е. Дорошенко и В.Л. Эпштейн).

ЦИАМ совместно с ОКБ разработаны первые в отрасли "Нормы прочности ЖРД", методы расчета и экспериментального определения критических режимов работы ТНА, эффективные конструктивные средства демпфирования колебаний конструкции и др. Большой объем работ выполнен в ЦИАМ и ОКБ по исследованию вибрационных характеристик ТНА, их высокооборотных роторов и подшипников при испытаниях в лабораторных условиях и в составе двигателей. Выявленные закономерности дали возможность проводить целенаправленную доводку вибросостояния ТНА, что позволило обеспечить в конечном счёте требуемую надёжность и ресурс работы двигателей (научные руководители И.А. Биргер и Б.М. Балашов).

Совместно с НИИ ТП и ОКБ разработаны апробированные практикой методы расчета и проектирования систем автоматики и регулирования ЖРД закрытой схемы. Созданы линейные методы моделирования динамики гидродинамического и математического моделирования процесса запуска и переходных режимов ЖРД, надежное управление которыми явилось одной из трудных проблем при создании двигателей закрытой схемы. Созданы линейные методы моделирования динамики систем на ЭВМ и нелинейные методы расчёта частотных характеристик двигателей на ЦВМ, разработаны средства экспериментального исследования динамических характеристик регуляторов в лабораторных условиях и на огневых стендах (научные руководители А.А, Шевяков и В.М. Калнин).

Большой вклад внесли научные сотрудники ЦИАМ в создание методов гидродинамического и математического моделирования процесса запуска и переходных режимов ЖРД, надёжное управление которыми явилось одной из трудных проблем при создании двигателей закрытой схемы.

В отделе 012 ЦИАМ, совместно с ОКБ С.А. Косберга, разработаны защищенные авторским свидетельством СССР методы гидродинамического моделирования процесса запуска ЖРД, включающие в себя способы моделирования критериев подобия натурных и модельных процессов. Это позволило перенести основной объем работ по выбору циклограммы запуска ЖРД с дорогостоящих натурных огневых испытаний двигателей на более простые и дешевые "холодные" гидравлические испытания на лабораторных стендах.

Методами моделирования были исследованы динамические характеристики насосов и турбин, а также - вибрационно-пульсационное состояния роторов ТНА ЖРД, которые отличаются от авиационных газотурбинных двигателей высокой динамичностью процессов в агрегатах и магистралях двигателя.

Разработанные критерии гидродинамического подобия являются общепризнанными и широко применяются в практике стендовых испытаний двигателей (научные руководители В.Р. Левин и С.А. Шерстянников).

 В работах ЦИАМ (отделение 500) впервые предложены эффективные нелинейные математические модели основных элементов ЖРД и разработаны методы исследования и математического моделирования на ЦВМ полного цикла эксплуатационных режимов работы двигателей. Они позволили решать путем математического эксперимента в наиболее полной постановке сложные вопросы, связанные с управлением и отработкой переходных режимов ЖРД и анализом аварийных ситуаций, что привело к существенному сокращению материальных затрат на огневую отработку двигателей (научные руководители А.А. Шевяков и В.М. Калнин).

Комплексное использование методов гидродинамического и математического моделирования и натурной отработки двигателей на огневых стендах позволили выявить принципиальные закономерности процесса запуска ЖРД закрытой схемы и разработать эффективные мероприятия по обеспечению надёжного запуска двигателей этого типа.

Работы по созданию эффективных методов физического и математического моделирования процесса запуска двигателей перспективных схем и изысканию надежных способов управления этими процессами проводились ЦИАМ совместно с двигательными и ракетными ОКБ. Они обобщены в 2-х монографиях под редакцией В.Ф. Левина и А.А. Шевякова и отмечены премиями Н.Е. Жуковского.

Созданные ЖРД ОКБ В.П. Глушко и С.А. Косберга для ракет-носителей "Протон" имеют высокую надежность, хорошие энергетические и динамические характеристики, превосходящие аналогичные двигатели, созданные в этот период за рубежом.

В 1965 году состоялся запуск ракеты-носителя "Протон". Носители этого типа, созданные более 45 лет назад, успешно используются и по настоящее время для вывода на околоземную орбиту пилотируемых станций длительного функционирования и для запуска космических аппаратов различного назначения.

Мощные кислородно-керосиновые ЖРД для ракеты Н-1

Создание мощных кислородно-керосиновых ЖРД НК-33 ОКБ Н.Д. Кузнецова для ракеты Н-1 явилось важной вехой в развитии отечественного ракетного двигателестроения. Принятая концепция ракеты Н-1 и ее ДУ, разработанная С.П. Королевым и Н.Д. Кузнецовым, была необычной и является нетрадиционной и для современных ракет.

Главные отличительные признаки этой концепции:
 - применение в ДУ первой ступени ракеты большого числа (тридцати) мощных модульных кислородно-керосиновых ЖРД закрытой энергетической схемы с высоким уровнем давления в камерах сгорания (150 кгс/см²  выше, до 200);
- использование метода рассогласования тяг маршевых двигателей для управления ракетой;
- выполнение самих двигателей  с бустерными  насосами обоих компонентов топлива, встроенными в корпус основного турбонасосного агрегата (ТНА).

Такой принцип построения силовых установок и двигателей для крупных космических ракет является, как мне представляется, технически оправданным и весьма прогрессивным. Он позволяет наиболее простыми средствами обеспечить высокую экономичность и хорошую управляемость ракеты при минимальной массе двигателей и минимальной степени сложности ДУ. При этом из состава ДУ исключаются: специальные рулевые .двигатели или карданные подвесы маршевых двигателей, упругие сильфонные узлы для обеспечения необходимых изгибных деформаций крупноразмерных топливных магистралей, большое число мощных рулевых приводов с дублированными и троированными агрегатами энергопитания (вспомогательными силовыми установками). Многомодульная конфигурация маршевой ДУ дает возможность простыми средствами логики управления обеспечить глубокое резервирование и функциональную взаимопомощь двигателей в случае их неисправностей и отказов. Благодаря принятой концепции были достигнуты уникальные параметры двигательной установки ракеты Н-1, создание которой явилось сложнейшей научно-технической задачей и потребовало больших усилий со стороны ведущих ОКБ и НИИ страны.

К работам по двигателям были привлечены многие НИИ и ОКБ оборонной промышленности и Академии наук СССР. Функция головной научной организации по доводке двигателей была возложена на ЦИАМ. Многие ведущие специалисты института принимали активное участие в работах на всех этапах создания двигателей, включая Межведомственные испытания и ЛКИ ракеты Н-1.

Разработанные под руководством Н.Д. Кузнецова по авиационной технологии мощные кислородно-керосиновые ЖРД закрытой схемы НК-33 с высокой топливной экономичностью (Iуд.в =331 с) и непревзойденными до сих пор показателями по удельному весу y= G/R= 8,1 кг/тс опередили свое время более чем на четверть века.

Наземная отработка двигателей исходной модификации (НК-15) была завершена в 1967 г. Двигатели успешно прошли Государственные стендовые испытания и были допущены к ЛКИ в составе ракеты. Председателем Госкомиссии был заместитель начальника ЦИАМ В.Р. Левин.

Завершением наземной отработки этих двигателей явилось огневое испытание ракетного блока Н-1 с двигательной установкой (суммарной тягой 900 тс). Мне довелось участвовать в подготовке этого испытания, которое было успешно проведено 23 июня 1968 г. в испытательном центре Министерства общего машиностроения в присутствии высокопоставленных государственных и технических руководителей ракетной промышленности. Пуск мощной ДУ произвел огромное впечатление на всех присутствующих. Сразу после испытания Главный конструктор ракеты В.П. Мишин (преемник С.П. Королева) и Н.Д. Кузнецов обнялись и поздравили друг друга. Со всех сторон слышались поздравления. Тут же доложили Д.Ф. Устинову. Однако позже, все четыре пуска ракеты Н-1 с двигателями НК-15 с одноразовым запуском закончились неудачно.

Еще в ходе ЛКИ было принято решение о создании модифицированных двигателей НК-33 с многоразовым запуском, создание которых потребовало от ОКБ огромных усилий. В конструкцию модифицированных двигателей были внедрены эффективные мероприятия, обеспечивающие их высокую надежность:

-  Задачу обеспечения устойчивости рабочего процесса в камере сгорания удалось радикально решить путем применения газовых каналов оптимальной акустической длины в форсуночной головке, выбранных по результатам моделирования, проведенного в ЦИАМ. Для предотвращения механизма жесткого возбуждения колебаний давления в газогенераторе из конструкции газового тракта были исключены потенциальные источники импульсных возмущений в виде глухих тупиковых полостей, в которых происходили микровзрывы попадающих туда компонентов топлива. Для гарантированной защиты от ВЧ-колебаний в систему КОРД был введен специальный быстродействующий канал, выключающий двигатель при возникновении опасных колебаний.

-  Разрушения и "разгары" ТНА были надежно исключены введением эффективного автомата разгрузки радиально-упорного подшипника от осевых сил, упрочнением перьев лопаток шнекоцентробежного кислородного насоса, применением улучшенных термозащитных покрытий турбины и элементов окислительного тракта, заменой в стояночном уплотнении турбины простого графита на меднографит, не склонного к растрескиванию и др.

После проведения указанного комплекса мероприятий случаев разгара и разрушения ТНА при большом объеме последующих стендовых испытаний двигателей не было. Для повышения эффективности диагностики ТНА были разработаны и апробированы в ЦИАМ на установившихся и переходных режимах работы ТНА малоинерционные датчики осевого и радиального перемещения ротора, осевого и радиального нагружения опорного подшипника и его температурного и вибрационного состояния.

- Проблемы, возникавшие при запуске двигателей, были решены переходом от системы одноразового к системе многоразового запуска, применением в топливном регуляторе двигателем усовершенствованного автомата запуска со строго регламентированными временами выведения двигателей на промежуточную и главную ступени тяги. Для снижения гидроударов и улучшения затухания колебаний давления во входных топливных магистралях двигателей при запуске в сильфонные демпферы с продольными гофрами были установлены перфорированные вставки. Ударные нагрузки, действующие на конструкцию ракеты при выключении двигателей, были снижены до допустимых пределов путем введения плавного останова двигателей. Проведенные мероприятия полностью исключили аварии при запуске и обеспечили высокую надежность и безопасность всех переходных и переменных режимов работы двигателей.

После завершения доводки разброс времени запуска и выхода на режим всех двигателей первой ступени ракеты не превышал 0,1 с, что в несколько раз меньше допустимого разброса по условиям стабилизации ракеты при старте.

Необходимая эффективность защитных функций и исключение ложных срабатываний каналов системы КОРД были достигнуты путем усовершенствования логики их работы, повышения быстродействия и точности настройки, а также принятием конструктивных мер против механического и термического повреждения измерительных и исполнительных коммуникаций системы защиты.

Высокая надежность двигателей НК-ЗЗ была подтверждена большой положительной статистикой, полученной в процессе стендовой отработки, а также результатами многочисленных специальных исследований надежности, проведенных в широком диапазоне изменения внешних и внутренних факторов, существенно превышающем требования ТЗ. Надежность многократного запуска была подтверждена испытаниями двигателей с кратностью повторения запусков до 10 на одном двигателе.

Параметры процесса запуска при повторных пусках сохранились стабильными и не зависели от количества проведенных пусков.

Был разработан и внедрен в практику испытаний, высокоэффективный измерительный и диагностический комплекс быстропротекающих динамических процессов. Были применены методы детального математического моделирования нестационарных режимов работы двигателей, а также методы искусственного физического воспроизведения при стендовых испытаниях различных предполагаемых (даже маловероятных) причин отказов двигателей. Ни один из проявившихся дефектов не оставался без исследования, проведения устраняющих мероприятий и проверки их эффективности в ужесточённых условиях.

Например, проводились испытания с забрасыванием на вход в кислородный насос работающего двигателя больших порций металлической стружки, целых комплектов крепежных деталей, больших кусков грубой протирочной ткани и др. Все это не приводило к аварийным исходам испытаний. Даже резкое, ударное перерезывание ("гильотинирование") с помощью специального устройства входного трубопровода горючего на работающем двигателе не приводило к взрыву и пожару, а вызывало лишь плавное прекращение рабочего процесса с сохранением работоспособности двигателя при последующих пусках. Полученные результаты свидетельствовали о высокой надежности и чрезвычайно большой живучести доведенной конструкции двигателей и вызывали глубокое удовлетворение у всех участников работ.

Двигатели НК-33 подвергались не только контрольно-выборочным испытаниям, но также и контрольно-сдаточным. Это оказалось возможным благодаря многоразовости запуска двигателей, допускавших проведение контрольных пусков без последующих переборок.

На завершающем этапе доводки двигателя ОКБ С.П. Королева и Н.Д. Кузнецова совместно с ЦИАМ была разработана схема специальных огневых испытаний ЖРД НК-33 на упругом подвесе с заданием дозированных низкочастотных (2... 100 Гц) колебательных перегрузок в местах крепления двигателя к ракете. Предложенная схема и методика динамических испытаний позволяет осуществить эффективную проверку работоспособности и функционирования двигателя в условиях, имитирующих механическое взаимодействие двигателя с конструкцией ракеты. Для получения требуемых амплитуд колебательных перегрузок в диапазоне низких частот наряду с применением механических вибраторов направленного действия было рекомендовано использовать в качестве задатчика колебаний испытуемый двигатель, снабжённый специальным пульсатором расхода в линии горючего газогенератора. Влияние вынужденных механических колебаний конструкции на функционирование ТНА исследовалось в ЦИАМ на натурном ТНА ЖРД НК-39 в диапазоне частот f ≅ 5...70 Гц.

В 1972 году двигатели НК-33 успешно выдержали Междуведомственные испытания, подтвердив свои высокие параметры (Iуд = 331 с, y =8,1 кг/тс). Это был большой успех ОКБ Н.Д. Кузнецова осуществление мечты всех участников этих работ. Однако, как известно, в 1974 г. все работы по ракете Н-1 были прекращены, и созданные ракетные двигатели НК-33 оказались невостребованными, что, по мнению некоторых специалистов в области РКТ, отбросило нас на 15 лет назад.

Правда, в 1974 г. в Совмине СССР рассматривались различные возможные варианты использования созданных двигателей в других отечественных ракетных системах того времени. На совещаниях в Кремле, в работе которых мне приходилось участвовать, обсуждалось использование двигателей в ракетных комплексах ОКБ В.Н. Челомея, А.Ф. Уткина и др., однако выдвигаемые предложения не были реализованы.

После прекращения работ по ракете Н-1 ЦИАМ совестно с ОКБ НД Кузнецова был проведен анализ и обобщен отечественный и зарубежный опыт создания мощных кислородно-керосиновых ЖРД закрытой схемы. Под редакцией Н.Д. Кузнецова и В.Р. Левина выпущены фундаментальные труды по методам проектирования и доводки таких двигателей, их агрегатов и систем.

Накопленный опыт был использован в 70-80 годы при создании еще более мощных кислородно-керосиновых ЖРД РД-170 с очень высокой топливной экономичностью (Iуд = 337 с при R = 740 т.c.).

Оба двигателя НК-33 и РД-170 существенно превосходят современные американские ЖРД, опередив их более, чем на четверть века. В связи с этим американцы отказались от создания собственных ЖРД для ряда своих космических ракет и закупили двигатели НК-33 и РД-170, создание которых является большим вкладом в развитие мирового ракетного двигателестроения.

В работе по созданию этих двигателей принимали участие практически все подразделения ЦИАМ. Многие высококвалифицированные специалисты института, в первую очередь: В.Р. Левин, И.А. Биргер, А.А. Шевяков, С.Ю. Крашенинников (научные руководители тематических подразделений института), В.Е. Дорошенко, В.И. Фурлетов, А.Н. Крайко, В.Я. Эпштейн, В.М. Калнин, В.А. Шерстянников, С.А. Сиротин, В.Т. Митрохин, А.И. Гулиенко, Н.В. Науменкова, В.И. Гуров, В.Л. Семёнов, К.Н. Шестаков, Ю.Н. Кузьмин, Б.М. Балашов, Р.Н. Сизова, А.Г. Романов, Е.В. Тюриков, Е.Т. Любарский, а также многие и многие другие, внесли большой вклад в эти работы.

Высокодинамичные ЖРД реактивных систем управления и стабилизации орбитальных станций типа "Салют" и космических аппаратов "Радуга" и "Экран"

В 60...70-е годы в СССР был создан целый ряд высокоэффективных двигателей и ДУ малой тяги с большим количеством циклов работы для космических аппаратов различного назначения, пилотируемых орбитальных станций типа "Салют" и космических систем "Радуга" и "Экран" предназначенных для обеспечения спутниковой связи и передачи телевизионных программ. Целый ряд таких двигателей и ДУ тягой от 45 грс до 500 кгс, работающих на стабильных компонентах топлива был разработан ОКБ В.Г. Степанова.

Созданные ДУ имеют в своем составе ЖРД с вытеснительной системой подачи топлива, а также быстродействующие клапанные механизмы многократного срабатывания. Особенностью двигателей являются: высокий удельный импульс, в том числе при работе в импульсном режиме; низкие давления в камере сгорания; высокая динамичность переходных режимов, обеспечивающая тысячи включений.

Основными проблемами при их создании и отработке явилось обеспечение высокой экономичности, высокой надежности и длительного функционирования в условиях космического пространства (до 10 лет). Наземная отработка и межведомственные испытания двигателей проводились на огневых стендах ОКБ В.Г. Степанова и A.M. Исаева, а летно-конструкторские испытания (ЛКИ) - в составе космических объектов. Все ДУ прошли полный объем наземной отработки и успешно выдержали Госиспытания (председатель МВК В.А. Шерстянников). Однако в процессе ЛКИ в работе некоторых ДУ были отмечены отказы двигателей и случаи понижения эффективности при функционировании в космосе.

ОКБ В.Г. Степанова совместно с НИИ были разработаны эффективные мероприятия, обеспечивающие надежность двигателей.

Модернизированные двигатели успешно выдержали межведомственные испытания и были допущены к летным испытаниям в составе станции "Алмаз". Ее запуск состоялся 25 июня 1974 года.

Генеральный конструктор Владимир Николаевич Челомей, выступая на Госкомиссии по пуску станции, поблагодарил всех разработчиков комплекса за большую работу и отметил, что орбитальная станция является важнейшей составляющей системы глобальной разведки. В заключение он подчеркнул: "Впереди у нас большая программа, и мы просим Министерство увеличить темпы поставок". Однако этим планам не суждено было осуществиться, так как позже все работы по орбитальным станциям были переданы в НПО "Энергия".

На базе станции "Алмаз" была создана станция второго поколения "Салют-6" и успешно осуществлена международная программа полетов "Союз-Салют" с участием космонавтов из социалистических стран.

Автор принимал непосредственное участие в реализации этих космических программ, возглавляя межведомственные комиссии по маршевым двигателям корабля "Союз-27".

В 1979 году были успешно завершены Межведомственные испытания и ЛКИ ДУ космического аппарата "Радуга", что обеспечило прямую трансляцию Олимпийских игр, проходивших в Москве в 1980 году.

(Продолжение следует).