Ракеты и полеты в космос - Вилли Лей

Поговорим теперь о неудачах, отмеченных во время испытаний ракет «Фау-2» на полигоне Уайт Сэндз. В 12 запусках из 32, признанных неудачными, неисправности проявились еще при старте, в остальных 20 — уже в полете. Наиболее ранние из наблюдавшихся неисправностей в полете фиксировались через 8 секунд после отрыва ракеты от стартового стола, наиболее поздние—спустя 57,5 секунды после старта. В 11 случаях отказы имели место в течение первых 30 секунд полета, в 9 — после 30 секунд нормальной работы двигателя. Из неисправностей, обнаруженных во время полета, 8 были обусловлены расстройством системы управления, остальные 12 — дефектами двигательной установки. Из 12 неисправностей, проявившихся во время старта, 6 были связаны с системой управления, 3 — с двигательной установкой и еще 3 — с другими агрегатами.

В то время как программа испытаний ракеты «Фау-2» осуществлялась полным ходом, все понимали, что вскоре обстановка должна была измениться. Запасы ракет «Фау-2» подходили к концу В первой серии программы испытаний было запущено 25 ракет. Затем была начата вторая серия испытаний. По-видимому, можно было бы завершить и третью серию, однако все понимали, что недалек тот день, когда «мейлерваген» привезет на полигон последнюю ракету «Фау-2».

Ракета «Фау-2», подготовленная для перевозки на «мейлервагене» (испытательный полигон Уайт Сэндз, Нью-Мексико, США)

Конечно, можно было бы начать строить новые ракеты, но это означало почти полную приостановку ведущихся работ. Требовались новые ракеты, и не просто ракеты «Фау-2», а новые типы, новые конструкции. В связи с этим возникли разногласия. Военные, естественно, хотели иметь баллистический снаряд, ученые желали продолжать исследования верхних слоев земной атмосферы и мечтали о новой высотной ракете. Разумеется, это были совершенно разные задачи.

Установка ракеты «Фау-2» на пусковой стол

Ракета «Фау-2» была в состоянии поднять полезный груз весом в 1 т примерно на 160 км. Она могла бы поднять и больше, но на несколько меньшую высоту. Однако вследствие некоторых особенностей своей конструкции она должна была нести полезную нагрузку весом не менее тонны. Следовательно, на вопрос о том, какая нужна ракета, можно было ответить так: необходима ракета, которая позволяла бы поднять полезный груз весом в 1 т на такую же высоту, как и «Фау-2» с нагрузкой в 1 т, а полезный груз меньшего веса (90 кг} — на еще большую высоту. Эти нагрузки вполне отвечали как интересам военных, поскольку они в конечном счете хотели построить баллистические снаряды с тяжелыми боевыми головками, так и требованиям ученых, которым полезная нагрузка даже меньше 90 кг представлялась вполне достаточной. Кроме того, подъем на высоту 160 км не являлся обязательным условием для каждой ракеты. Для научных целей во многих случаях вполне достаточной была высота около 100 км. Следовательно, если можно было бы ограничиться этой высотой и полезной нагрузкой в 45 кг, ракета, естественно, получилась бы значительно меньшей по размерам. Это, в свою очередь, сокращало численность пусковой команды. Пуск малой ракеты мог быть осуществлен тремя человеками, не считая, конечно, фотографов и операторов радиолокатора.

Эти два логических рассуждения привели к мысли о создании двух совершенно различных по типу ракет. Большую ракету было решено назвать «Нептуном», а маленькую — «Венерой», но оба названия сохранились только на стадии проектирования. Когда же ракеты были изготовлены, они стали именоваться соответственно «Викинг» и «Аэроби».

Невозможно с этого момента изложить все события в хронологической последовательности. Обе ракеты были готовы и запущены еще в ходе выполнения программы испытаний ракеты «Фау-2», причем они не были единственными новыми системами, испытанными на полигоне Уайт Сэндз в этот период, продолжавшийся с 1947 по 1951 год. Поэтому проследим лучше события, переходя от ракеты к ракете и не ставя себе задачу строго придерживаться хронологии.

О «Викинге» впервые было сообщено в 1947 году (ракета все еще фигурировала под старым названием «Нептун») в июльском номере ежемесячного журнала «Авиэйшн» в статье Смита, Розена и Бриджера. Ходили слухи о готовящемся запуске новой ракеты и высказывались предположения, что это произойдет в феврале—марте 1948 года. На самом же деле первый опытный образец ракеты был запущен только в мае 1949 года, а пуск второй ракеты, на котором присутствовали представители общественности, состоялся лишь в сентябре того же года. Оба пуска не прошли без неудач и ошибок разного рода, что объяснялось новизной конструкции ракеты. Несмотря на то, что в ракете «Викинг» использовалось то же топливо, что и в ракете «Фау-2», она значительно отличалась от немецкой ракеты. Топливо подавалось в двигатель центробежными насосами, приводимыми в действие турбиной, которая работала за счет энергии, выделяемой при реакции разложения перекиси водорода, точно так же, как и в «Фау-2»; сходным было и внутреннее устройство обеих ракет.

Первые ракеты «Викинг» представляли собой узкий цилиндр диаметром немного более 88 см, что определялось шириной алюминиевых листов (254 см), поставляемых заводом. Длина ракеты была почти такой же, как у «Фау-2», однако стартовый вес первого образца ракеты «Викинг» (4380 кг) был меньше сухого веса ракеты «Фау-2», испытываемой на полигоне Уайт Сэндз. На ракете «Фау-2» устанавливались независимые топливные баки, а в ракетах «Викинг», которые строились кустарным способом, бак со спиртом был несущим, то есть стенки его являлись оболочкой ракеты. В последующих образцах ракеты «Викинг» бак для кислорода также делался несущим. Это не только позволило сэкономить на весе, но и ликвидировало промежутки между стенками бака и оболочкой ракеты, в которых при образовании течи могут скапливаться пары спирта и кислорода, что нередко приводит к взрыву.

В конструкции ракеты имелись и другие новшества, наиболее интересным из которых является метод управления полетом. От графитовых рулей здесь отказались главным образом потому, что они поглощали некоторую часть энергии двигателя. В ракетах «Викинг» двигатель устанавливался на карданном подвесе таким образом, что сервомоторы могли отклонять ось двигателя для компенсации случайного отклонения. Триммеры на стабилизаторах ракеты были сохранены для увеличения эффективности последних. Бачок для перекиси водорода в первых образцах ракеты «Викинг» принял форму трубы, обвитой с целью экономии места вокруг корпуса турбины. В отличие от «Фау-2» в «Викинге» зажигание осуществлялось без предварительной ступени. Еще одним новшеством было использование отработанного парогаза турбины. В нормальном положении он равномерно выпускался клапанами, расположенными по бокам ракеты, с тем, чтобы уравновесить возникающие здесь тяговые усилия. Однако если ракета начинала вращаться, клапанное устройство дросселировало тот или иной клапан таким образом, чтобы создать противоположно направленный вращательный момент.

Еще одна особенность, которая отличала «Викинг» от «Фау-2», заключалась в способе транспортировки по дорогам на небольшие расстояния, например, из сборочного цеха до стартовой площадки. Перевозка осуществлялась на так называемой тележке Бэрра, которая состояла из прямоугольного ажурного каркаса для хвостовой части ракеты и носового ярма. В нижней части носового ярма имелось одно, а у хвостового каркаса — два колеса; таким образом, ракета «Викинг» перевозилась на приспособлении, напоминающем шасси современного пассажирского самолета. Буксировка осуществлялась автомашиной типа «джип», установка в вертикальное положение производилась с помощью крана «Гэнтри». Первоначально «Викинги» перевозились в полностью собранном виде, но в дальнейшем головная коническая часть транспортировалась отдельно.

О существовании ракеты «Викинг» впервые стало известно, как мы говорили, в 1947 году; она находилась в это время в производстве на заводе фирмы «Глэнн Л. Мартин» в Балтиморе, а двигательные установки для нее изготавливались фирмой «Риэкшн Моторс» в Нью-Джерси. В январе 1949 года первые ракеты были отправлены на испытательный полигон Уайт Сэндз, куда одновременно прибыли и некоторые сотрудники фирмы «Глэнн Л. Мартин».

При подготовке ракет к пуску выявились все те мелочи и недостатки, которые всегда обнаруживаются только на испытательной площадке. 7 марта 1949 года была предпринята попытка провести стендовые огневые испытания, однако за 15 минут до начала все приготовления пришлось прекратить вследствие того, что отрывной штеккер головной части ракеты плохо входил в свое гнездо. На следующий день это было исправлено, но перед самым испытанием из-за неплотного закрытия дренажных клапанов бака с кислородом весь сжатый азот вытек из баллонов. Потом лопнул трубопровод высокого давления, и на устранение этой неисправности было затрачено еще три дня. В результате этого стендовые огневые испытания удалось провести только 11 марта, да и тогда они продолжались всего лишь 31 секунду, так как в ходе их загорелась смазка и обнаружилась утечка пара из турбины.