Петр Грушин - Владимир Светлов

Опыт применения твердых топлив, завоевывавших все больший приоритет в США, требовал оценить перспективы и преимущества этого направления. К середине 1950‑х годов в СССР недоставало опыта их проектирования, материальной и производственной базы, да и специалистов необходимых специальностей было маловато. Однако дальнейшее развитие ракетной техники без твердотопливных двигателей было немыслимо.

Объем предполагавшихся работ включал в себя создание не только топлив с высокой энергетикой, но и новых металлических и неметаллических высокопрочных и теплостойких материалов, технологий их изготовления и соответствующей производственной базы. Предстояло спроектировать и построить специальные испытательные стенды, оснащенные современными измерительными средствами и оборудованием для испытаний. Требовалось придумывать и разрабатывать новые системы управления, поскольку твердотопливные двигатели имели большие разбросы по тяге, которые в отличие от жидкостных двигателей полностью устранить какими‑либо регулировочными устройствами было крайне сложно. Наконец, требовалось осуществить целый ряд основополагающих научно‑исследовательских работ по теоретическим вопросам в области баллистики и динамики полета твердотопливных ракет, в области прочностных расчетов, материаловедения, программирования и вычислительной техники.

Как и во многих других ракетных программах, в развитии твердотопливного направления ракетной техники значительную роль сыграл Д. Ф. Устинов. Именно по его инициативе в середине 1950‑х годов все специализированные конструкторские бюро его министерства – ленинградское ЦКБ‑7, пермское СКБ‑172, свердловское ОКБ‑9 и несколько других – были включены в большую программу освоения новых типов твердых ракетных топлив. Основные же исследования и подготовка к промышленному производству компонентов твердого топлива возлагались на специализированные институты.

Одним из лидеров среди них в те годы стал НИИ‑125, возглавлявшийся Б. П. Жуковым, где работали в направлении повышения энергетики баллиститных твердых топлив, увеличения размеров твердотопливных шашек и их массы.

Борис Петрович Жуков родился в 1912 году в Самарканде. В 1937 году окончил Московский химико‑технологический институт имени Д. И. Менделеева, после чего начал работу в области создания порохов и твердых ракетных топлив. Став руководителем НИИ, Жуков приложил немало сил для его оснащения самым современным оборудованием. Всем приезжавшим в НИИ‑125 потенциальным заказчикам, а в их числе очень скоро оказался и Грушин, Жуков охотно показывал опытный завод со всей цепочкой подготовки исходных компонентов твердого топлива, процессы их переработки, механическую обработку твердотопливных шашек, нанесение на них бронирующих покрытий и установку в двигатель перед проведением испытаний на стендах, располагавшихся рядом с институтом.

Разворачивались у Жукова и исследования смесевых твердых топлив на основе перхлората аммония, полимеров и алюминиевой пудры. Все начиналось буквально с пробирок и малых зарядов. Постепенно выяснялось, что заряд из такого топлива получался более пластичным, не разрушался от резкого возрастания давления при запуске двигателя, не растрескивался при низких температурах, обладал хорошей адгезией («прилипаемостью») к покрытиям, сохранял заданные характеристики при длительном хранении.

Подключенные постепенно к этому делу значительные научные силы шаг за шагом исследовали рецептуры смесевых топлив, искали и находили. Конечно, этот процесс был длительным, и были моменты, когда в реальности успеха начинали сомневаться даже самые убежденные оптимисты.

В середине 1950‑х годов бдительно наблюдавший за этими работами Сергей Павлович Королев стал инициатором создания специальной комиссии, которую возглавил Юлий Борисович Харитон. В течение нескольких недель члены комиссии побывали в нескольких головных НИИ, и вскоре Харитон выступил с соответствующим докладом Комиссии по военно‑промышленным вопросам. Рекомендации, выработанные в конце концов, были элементарные, но они оказались весьма своевременными. Смесевое топливо начинало свой победный марш в советской ракетной технике.

Еще одной проблемой, связанной с твердотопливными двигателями, было то, что принципы управления оснащенными ими ракетами также едва начинали отработку. Разрабатываемые двигатели было нельзя регулировать, включать и выключать по командам. Конечно, ракетчики не теряли надежд на получение регулируемых двигателей, и от них потоком шли предложения по созданию систем регулирования тяги с помощью ультразвука, теплопроводных нитей, систем гашения зарядов, подвижного центрального тела в сопловом блоке… Но большинство из самых смелых предложений отвергались после первых же проработок, становились уделом исследователей из лабораторий и предметом многочисленных диссертаций.

В конечном итоге для дальнейшей работы по В‑600 был принят вариант ракеты с маршевым твердотопливным двигателем. Окончательно убедили Грушина в правоте принятого решения максимальная простота, высокая надежность, более простая эксплуатация РДТТ и, самое главное, высокая степень готовности к пуску. Именно перечисленные качества выгодно отличали этот тип двигателя от ЖРД и ПВРД, хотя варианты ракет с такими двигателями имели по расчетам несколько меньшую стартовую массу. Разработка конструкции маршевого твердотопливного двигателя осуществлялась непосредственно в ОКБ‑2 под руководством начальника бригады двигательного отдела В. И. Ушакова, а разработку стартового ускорителя поручили КБ‑2 завода 81, руководимому И. И. Картуковым.

Все основные решения, принятые при проектировании В‑600, вместе с их обоснованием нашли отражение в эскизном проекте на эту ракету, выпущенном в июне 1957 года.

Так, в соответствии с этим документом аэродинамическая схема ракеты с передним расположением управляющих поверхностей («утка») была выбрана из условия выполнения поставленных требований по скорости полета, диапазону высот применения и обеспечения нужной маневренности. Применение этой схемы обеспечило необходимую эффективность работы органов управления ракетой при их ограниченных внешних габаритных размерах, которую не могло обеспечить удлинение корпуса ракеты.

По установившейся в КБ Грушина традиции для новой ракеты максимально учли требования как крупносерийного производства, так и эксплуатационные и тактические. Деление ее корпуса на отсеки, компактное размещение аппаратуры на ракете в одном отсеке позволили удовлетворить требования по водонепроницаемости и обеспечить возможность отдельного хранения и проверки ее аппаратуры в серийном производстве. Все блоки аппаратуры управления и источник питания были размещены между маршевым двигателем и боевой частью, что значительно упростило их монтаж и последующие проверки.

В самой же конструкции ракеты широко использовали малодефицитные материалы, представленные в основном алюминиевыми сплавами, а также штамповку и сварку, максимально уменьшавшие применение ручного труда. Нашлось на этой ракете место и для новых технологических решений.

Так, на В‑600 впервые предусмотрели применение механизированного способа нанесения внутренней теплозащиты в камере двигателя. Это должно было значительно повысить ее качество и улучшить условия труда по сравнению с аналогичными процессами при изготовлении авиационных ракет РС‑1‑У и РС‑2‑У. Для этого применили покрытие ПБК‑24, созданное в ОКБ‑2, и разработали всю техническую и технологическую документацию по нему.

В начале 1958 года первые отсеки В‑600 уже начали изготавливаться в опытном производстве ОКБ‑2, а к весне первые образцы ракет, предназначавшиеся для выполнения бросковых испытаний, были отправлены на полигон, в Крым.

Для первых пусков В‑600 было решено использовать простоявшую несколько лет без дела пусковую установку от бисноватовского «Шторма». Тридцатиметровую направляющую балку разобрали и вместо нее установили сделанный в Ленинграде опытный стенд ЗИФ‑ИР‑92, представлявший собой макет пусковой установки без системы заряжания. А к осени 1958 года для дальнейших испытаний была изготовлена полигонная пусковая установка ЗИФ‑101П.

Разработку корабельной пусковой установки для М‑1 выполняли в ленинградском ЦКБ‑7 (будущее ПО «Арсенал») под руководством главного конструктора П. А. Тюрина. Она получила обозначение ЗИФ‑101 и обладала полной автоматизацией всех процессов заряжания, имела дистанционное управление и была стабилизирована по крену. Однажды ЦКБ‑7 посетил С. П. Королев, которому были показаны в сборочном цехе и на стендах эти пусковые корабельные установки с действующими механизмами. Демонстрация точных и четких движений многотонных масс металла произвели на Королева сильнейшее впечатление, и он очень высоко отозвался по поводу большого творческого труда конструкторов.