Янгель: Уроки и наследие - Лев Андреев

— Перед началом заседания Михаил Кузьмич спросил, на что надо обратить внимание в докладе. Затем поинтересовался, что это за единица измерения литр-микрон в секунду. Удивляюсь, как он быстро все усвоил и потом, уже на трибуне, втолковывал генералам и министерским работникам, какие собираемся применять и применяем точные методы для контроля состояния загазованности. Он образно показал присутствовавшим, что если для сравнения взять объем булавочной головки, то мы способны контролировать величину в сто тысяч раз меньшую, которая и определяется как литр-микрон в секунду. При этом о вопросах диффузии Главный говорил как заправский специалист — физик. Это действительно было убедительно и смело…

В последующем относительная влажность воздуха в ракетах, стартовавших из транспортно-пускового контейнера, поддерживалась естественной конвенцией воздуха, что достигалось благодаря грамотному использованию градиента возникающей температуры и пассивных осушителей типа силикагеля.

Одной из последних преград, завершавших решение задачи ампулизации ракеты, явилась так называемая проблема газового фона в отсеках ракеты и транспортно-пускового контейнера, возникшая в начале семидесятых годов. Указанный фон создавался за счет газовыделения неметаллических материалов и последующего воздействия газов на систему дистанционного контроля загазованности и некоторые элементы ракеты, а также неизбежно присутствовавших паров компонентов топлива. Но и этот рубеж был успешно преодолен.

Ракета второго поколения Р-36 явилась первой межконтинентальной, на которой была решена проблема длительного дежурства в заправленном состоянии. Первый срок нахождения на боевом дежурстве был определен в пять лет. Путь к созданию ампулизированных межконтинентальных баллистических ракет был открыт.

На круги своя

Одной из сложнейших проблем, с которой пришлось столкнуться при создании головных частей (а в дальнейшем и любых возвращаемых аппаратов), стала защита силового корпуса от разогрева мощными тепловыми потоками при движении в плотных слоях атмосферы на нисходящем участке свободного полета. Еще на заре развития ракетной техники в пятидесятых годах об этом писал известный американский ученый венгерского происхождения, специалист в области аэродинамики и прочности Теодор Карман:

"Вход в атмосферу…, вероятно, одна из наиболее трудных задач, которую можно себе представить. Ее решением заняты лучшие умы из тех, кто работает в данной области современной аэрофизики".

Показательно, что, пытаясь решить проблему защиты корпуса головной части от разогрева, приводящего к неминуемому разрушению последней, американцы на первых порах пошли по ложному пути — поиску материала, который сумел бы "впитывать" в себя, спасая конструкцию, огромные тепловые потоки. В качестве такого "поглотителя" тепловой энергии для создания конструкции теплозащиты ставка была сделана на красную медь в силу ее большой теплоемкости. Но сразу стало ясно, что для реального процесса полета головной части этот путь не приведет к "свету в конце туннеля". Сложность проблемы находилась в прямой зависимости от увеличения дальности полета ракет.

В этом вопросе все пришлось пройти заново. Предстояло прежде всего разработать научную теорию расчета необходимой толщины ТЗП, как отныне стали называть теплозащитное покрытие, а затем и создать на основе этих расчетов необходимые новые материалы, способные надежно защитить корпус головной части от воздействия высоких температур.

По свидетельству Я.К. Голованова, согласно первым расчетам, проведенным применительно к межконтинентальной дальности, для защиты головной части требовалось покрытие толщиной чуть ли не в метр и весом около семнадцати тонн. "Ясно, что это глухой тупик, — пишет он. — Едва приступив к проектированию больших баллистических ракет, Королев, вновь используя свою многократно проверенную и почти всегда безотказную техническую интуицию, сразу почувствовал, что проблема теплозащиты "головы" — это тщательно замаскированный капкан на его пути, который может схватить намертво, так, что он и шагу вперед не сделает".

С проблемой ТЗП в янгелевском конструкторском бюро впервые вплотную столкнулись в 1955-56 годах, и связано это было с освоением на Южном машиностроительной заводе серийного производства ракеты Р-5 конструкции С.П. Королева. На этой ракете впервые была установлена головная часть с ядерным боевым оснащением. В проектировавшихся до этого головных частях С.П. Королева и М.К. Янгеля с обычным зарядом взрывчатого вещества роль теплоизолятора между металлом корпуса и взрывчатым веществом выполнял обычный картон.

На боковую поверхность головной части ракеты Р-5 наносилась обмазка ТМП-2, формировавшаяся на основе жидкого стекла. Существенным недостатком ее, как сразу выяснилось, была склонность к растрескиванию и отслоению от металлического корпуса.

— Освоение технологии нанесения покрытия, — по словам непосредственного участника тех событий инженера А.Ф. Барашонкова, — проходило в нервной обстановке. Работали круглосуточно, без выходных. Созданные бригады из технологов и конструкторов контролировали правильность действий рабочих и операторов на соответствие нормативно-технической, технологической и конструкторской документации. Любое отступление заносилось в технологические паспорта, и по ним принимались оперативные решения…

Технология была освоена, и первую партию корпусов отправили на снаряжение атомными зарядами на предприятия Министерства среднего машиностроения. Однако недостатки покрытия проявились вскоре, дав о себе знать уже по прибытии головных частей на снаряжательные заводы. При внешнем осмотре состояния поверхности корпусов были обнаружены трещины и отслоения обмазки, что и вынуждены были констатировать прибывшие представители конструкторских бюро С.П. Королева, М.К. Янгеля и Южного машиностроительного завода, а поэтому и подтвердить непригодность головных частей к дальнейшей эксплуатации.

Обстановка сложилась с непредсказуемыми последствиями. Создана и успешно прошла летно-конструкторские испытания новая ракета с дальностью, превышающей в два раза находившуюся на вооружении ракету Р-2, а надежная головная часть фактически отсутствовала. Выход нашли в замене материала теплозащитного покрытия и использовании для этих целей асбестовой ткани.

Разработана была и технология формирования ТЗП. Предварительно из листов асбестовой ткани шили конусообразные мешки определенных размеров по форме головной части. Затем их пропитывали бакелитовым лаком, подсушивали и последовательно надевали на изготовленный штатный корпус головной части. На мешки укладывались металлические обкладные листы, на которые затем натягивались резиновые вакуумные мешки и другая технологическая оснастка. Собранный таким образом своеобразный автоклав вместе с головной частью помещался в термическую печь. В ней при определенных давлении и температуре осуществлялся процесс полимеризации бакелитового лака и формирования теплозащитного покрытия. Это покрытие фигурировало под маркой АТ-1.