к оглавлению
назад < ^ > впередСССР - РОДИНА КОСМОНАВТИКИ
Разработка пороховых ракет в России имеет свою историю. Не останавливаясь на еще мало изученном начальном периоде ее развития, отметим, что первыми в России применили ракеты в военном деле запорожцы в битве с татарами (1516), а в 1680 г. в Москве было открыто «Ракетное заведение», изготавливавшее ракеты в большом количестве. В XVIII—ХIХ веках пороховые ракеты применялись в русской армии и на флоте.
Большой вклад в разработку теории, конструкции и технологии пороховых ракет внесли выдающиеся русские артиллеристы и ученые: А. Д. Засядко (1779—1837), К. А. Шильдер (1785—1854), К. И. Константинов (1817—1871) — руководитель Петербургского ракетного завода, автор фундаментального труда «О боевых ракетах» (1861), М. М. Поморцев (1851— 1916), Н. И. Тихомиров (I860— 1930) — основатель Газодинамической лаборатории (1921) и многие другие.
В 1814 г. членом Военно-ученого комитета И. Картмазовым были успешно испытаны разработанные им боевые ракеты 91-мм калибра, показавшие дальность до 2690 м. В 1815 г. А. Д. Засядко начал работать над созданием различных типов боевых ракет (до 102-мм калибра) и уже в 1817 г. демонстрировал в Петербурге удачные конструкции ракет, достигавших дальности 2670 м. Ракеты изготовлялись в пиротехнической лаборатории, специально созданной им в Могилеве. Работы А. Д. Засядко и других изобретателей боевых пороховых ракет привели к созданию в 1826 г. в Петербурге постоянного ракетного заведения, имевшего целью массовое производство ракет для русской армии, в которой в 1827 г. была организована первая ракетная рота в составе 18 пусковых станков, под командованием В. М. Внукова.
В 1834 г. К. А. Шильдер испытал построенную по его проекту подводную лодку-ракетоносец, вооруженную шестью ракетами, предназначенными для запуска из подводного и надводного положений. Всего было построено две модификации такой лодки. К. А. Шильдер проводил также испытания ракет существенно повышенной грузоподъемности (до 80 кг).
В Петербургском ракетном заведении разрабатывались в несколько раз более грузоподъемные составные ракеты. В течение только 1846—1854 гг. в России было изготовлено около 33 тысяч боевых ракет.
Основы науки о боевых ракетах заложил К. И. Константинов — с 1850 г. командир Петербургского ракетного заведения, а с 1867 г. — руководитель Николаевского ракетного завода. С 1847 г. он систематически работал над изучением, усовершенствованием и производством ракет, исследовал их баллистические свойства, создал наиболее совершенные для XIX века конструкции с дальностью полета 4—5 км. В написанном им разделе о боевых ракетах курса артиллерии Весселя, опубликованного в 1857 г., К. И. Константинов указывал: «В каждый момент горения ракетного состава количество движения, сообщаемого ракете, равно количеству движения истекающих газов». Та же мысль высказана им в труде «О боевых ракетах» (СПб, 1856). Независимо от К. И. Константинова это же равенство получил К. Э. Циолковский и из него вывел основное уравнение ракетодинамики. К. И. Константинову принадлежат многие научные статьи по различным вопросам техники и авторство на артиллерийские приборы: электробаллистический прибор для измерения скорости полета снарядов, прибор для измерения высоты полета сигнальных ракет, оптический дальномер, ракетный баллистический маятник и др. Основные его печатные труды — статьи в «Артиллерийском журнале» за 1845 — 1867 гг. и в «Морском сборнике» за 1854—1866 гг., упомянутые выше издания 1856 и 1857 гг. и книга «О боевых ракетах» — лекции, прочитанные в Михайловской артиллерийской академии, изданные в Париже (1861) и в Петербурге (1864).
М. М. Поморцев с 1902 г. до конца своих дней разрабатывал пороховые ракеты со стабилизирующими полет поверхностями различной формы, достигавшие дальности до 8—9 км, а также пневматическую ракету. При летных испытаниях этой ракеты в Аэродинамическом институте в Кучино использовался воздух, сжатый в стальной камере ракеты до 100—125 кгс/см2. В качестве горючего в этот воздух вводился бензин или эфир.
Много труда вложил Н. В. Герасимов, работая в 1909—1912 гг. над реализацией своего проекта «жироскопической ракеты».
Нестабильность горения и малая эффективность черного пороха, которым снаряжались ракеты, стимулировали поиски других порохов, лишенных этих недостатков. Преподаватель, а впоследствии профессор Артиллерийской академии И. П. Граве впервые предложил в 1915 г. использовать в ракетах прессованные длительно горящие шашки из бездымного пироксилинового пороха. В 1916 г. на Шлиссельбургском пороховом заводе им были изготовлены из пироксилиновой массы и испытаны цилиндрические шашки диаметром 70 мм. Однако использование летучего растворителя препятствовало достижению стабильности свойств и постоянства геометрии этих шашек. Первой советской научно-исследовательской и опытно-конструкторской организацией по разработке ракетных двигателей и ракет явилась государственная организация — Газодинамическая лаборатория (ГДЛ), созданная в 1921 г.
Основатель ГДЛ — инженер-химик Н. И. Тихомиров, основоположник разработки в СССР ракетных снарядов на бездымном порохе. Начало работ Н. И. Тихомирова по ракетной технике относится к 1894 г. В 1894—1897 гг. им производились опыты с небольшими пороховыми моделями. В 1912 г. он представил морскому министру адмиралу Бирилеву проект пороховой ракеты, который предусматривал использование в дальнейшем и жидких горючих (спирты, нефтепродукты и др.). В 1912—1917 гг. этот проект успешно прошел многочисленные экспертизы, однако только при Советской власти были созданы условия для его реализации. 3 мая 1919 г. Н. И. Тихомиров в письме на имя управляющего делами Совнаркома В. Д. Бонч-Бруевича обратился к Председателю Совета Народных Комиссаров Владимиру Ильичу Ленину с просьбой предоставить возможность «осуществить это изобретение на укрепление и процветание республики». К письму Н. И. Тихомиров приложил описание изобретения, охранительное свидетельство № 309 на изобретение, полученное им в 1915 г., и положительное заключение председателя отдела изобретений Московского военно-промышленного комитета профессора Н. Е. Жуковского, выданное еще в 1916 г.
Советская республика переживала трудные годы гражданской войны и интервенции, восстановления разрушенных промышленности и транспорта. И все же она нашла возможность дать ход предложению Н. И. Тихомирова. Опять многочисленные авторитетные экспертизы, и, в итоге, в начале 1921 г. в документах, подписанных главнокомандующим всеми Вооруженными Силами Республики С. С. Каменевым и выпущенных организациями Реввоенсовета республики, о срочном развертывании работ по реализации изобретения указывается, что оно признано имеющим государственное значение.
С 1 марта 1921 г. начала работу «Лаборатория для разработки изобретений Н. И. Тихомирова» (как она вначале называлась), организованная на государственные средства в Москве. В предоставленном Н. И. Тихомирову двухэтажном доме № 3 по Тихвинской улице были оборудованы пиротехническая и химическая лаборатории и механическая мастерская с 17 станками.
Для снаряжения ракет Н. И. Тихомиров остановился на бездымном порохе на нелетучем растворителе, разработка которого велась под его руководством с 1922 г. в Петрограде сотрудниками отделения порохов и взрывчатых веществ Государственного научно-технического института О. Г. Филипповым и С. А. Сериковым.
В 1924 г. были получены первые образцы шашек из пироксилино-тротилового пороха. Это было крупным достижением, так как применение в ракетных двигателях более мощного шашечного бездымного пороха вместо обычного черного гарантировало существенное увеличение эффективности ракет, обеспечивало стабильность и безопасность их в работе. На разработанный бездымный порох Н. И. Тихомиров получил патент.
В 1923 г. военное ведомство выдало лаборатории задание проверить опытным путем применимость реактивного действия к существующим минам для увеличения их дальнобойности. Проведенные сотрудником лаборатории В. А. Артемьевым в 1924 г. пуски 21 мины-ракеты на Главном артиллерийском полигоне в Ленинграде дали десятикратное увеличение дальности их полета за счет реактивного заряда. Вся основная работа лаборатории, связанная с разработкой и изготовлением бездымного шашечного пороха, стендовыми испытаниями и опытными стрельбами на полигоне, проходила в Ленинграде, куда в 1925 г. лаборатория полностью и перебазировалась.
Весной 1928 г. на полигоне были проведены первые пуски снарядов, снаряженных шашечным порохом. В своих воспоминаниях В. А. Артемьев, проводивший эти пуски, писал: «Это была первая ракета на бездымном порохе. Нет данных, которые удостоверяли бы изготовление в иностранных армиях ракетных снарядов (мин) на бездымном порохе ранее, чем в нашей стране, и приоритет принадлежит Советскому Союзу. Созданием этой пороховой ракеты на бездымном порохе был заложен фундамент для конструктивного оформления ракетных снарядов к «Катюше», оказавшей существенную помощь нашей Советской Армии во время Великой Отечественной войны».
В результате этих успешных пусков в 1928 г. лаборатория Н. И. Тихомирова была расширена и получила наименование Газодинамической лаборатории (ГДЛ). Подчинялась она Военно-научно-исследовательскому комитету при Реввоенсовете СССР.
В 1928 г. в лаборатории вместе с Н. И. Тихомировым работали: его помощник В. А. Артемьев, И. И. Кулагин (по производству порохов), Д. А. Вентцель и Н. А. Упорников (по внешней баллистике ракет), Г. В. Боголюбов (по системе управления ракет), Г. Э. Лангемак (по баллистике порохов), а с 1929 г. — Б. С. Петропавловский (по конструкциям пороховых ракет).
Н. И. Тихомиров скончался в 1930 г. в возрасте 70 лет. Велик вклад ученого в становление и развитие первой советской научно-исследовательской ракетно-конструкторской организации. В связи с 50-летием со дня организации ГДЛ ее создателю и руководителю, патриоту и ученому Н. И. Тихомирову в Москве воздвигнут памятник. Имя Н. И. Тихомирова навсегда вошло в историю ракетной техники в СССР и присвоено кратеру на обратной стороне Луны.
Начальником ГДЛ стал артиллерийский инженер Б. С. Петропавловский. К этому времени был освоен технологический процесс и налажено полузаводское производство пороховых шашек, детально изучены их баллистические свойства, определены законы их горения в камерах с соплом и проведены летные испытания первого этапа. Была создана база, на основе которой могли быть широким фронтом развернуты работы по созданию конструкций ракет на бездымном порохе различных калибров (диаметров) и разного назначения. В 1930 г. началась непосредственная разработка ракетных снарядов 82- и 132-мм калибров. В 1931—1933 гг. в ГДЛ разрабатывались и проходили стендовые испытания крупнокалиберные ракетные снаряды диаметром 245 мм, массой 118 кг и диаметром 410 мм при массе 500 кг. В 1932 г. начались летно-полигонные стрельбы ракетными, или, как тогда их называли, реактивными снарядами (PC) диаметром 82 мм (РС-82) с самолета И-4. Летом того же года в присутствии одного из руководителей военного ведомства М. Н. Тухачевского были успешно проведены первые официальные стрельбы в воздухе снарядами РС-82 с самолета И-4, вооруженного шестью пусковыми установками. С 1932 г. велись работы и по вооружению самолета Р-5 снарядами РС-82 и РС-132 и бомбардировщика ТБ-1 снарядами РС-132 и РС-245.
В ГДЛ разрабатывались также ракетные снаряды вспомогательного назначения (осветительные, сигнальные, зажигательные, агитационные, трассирующие).
Начатая Н. И. Тихомировым разработка пороховых ракетных снарядов, сосредоточенная в первом отделе ГДЛ, была осуществлена выдающимися артиллерийскими инженерами Б. С. Петропавловским, Г. Э. Лангемаком, В. А. Артемьевым и другими. Созданные ими ракетные снаряды разных калибров на бездымном порохе для вооружения армии и авиации успешно прошли в 1932—1933 гг. полигонные и войсковые испытания, а впоследствии, после усовершенствования в Реактивном научно-исследовательском институте (РНИИ), были широко и с огромным эффектом использованы в 1941 —1945 гг. на фронтах Великой Отечественной войны в мобильной ракетной установке, прозванной «Катюшей». К концу Великой Отечественной войны на фронтах сражались 40 отдельных дивизионов, 105 полков, 40 бригад и 7 дивизий реактивной артиллерии, именовавшиеся гвардейскими минометными частями. Были достигнуты большие успехи и в разработке порохового ракетного старта самолетов, начатой еще в 1927 г. катапультированием моделей. На нижнем крыле биплана У-1 были установлены два ракетных пороховых ускорителя. Было сделано около ста взлетов. После получения в 1931 г. положительных результатов с учебным самолетом У-1 работы были перенесены на тяжелые бомбардировщики ТБ-1 и ТБ-3. Государственные испытания ТБ-1, под крыльями и на фюзеляже которого были установлены шесть стартовых ракет, успешно прошли в 1933 г. Разбег самолета сократился на 77 процентов.
В 1931 г. ГДЛ подразделялась на 7 секторов (с 1932 г. — отделов): I сектор — пороховых ракет (начальник Г. Э. Лангемак); II сектор — ракет на жидком топливе (начальник В. П. Глушко); III сектор — авиационного применения пороховых ракет (начальник В. И. Дудаков); IV сектор — минометный (начальник Н. А. Доровлев); V сектор — порохового производства (начальник И. И. Кулагин); VI сектор — производственный (начальник Е. С. Петров); VII сектор — административно-хозяйственный. Показателем роста ГДЛ может служить число ее сотрудников: в 1928 г. — 10, в 1930—23, в 1931 — 77, 1932 — 120, а в начале 1933 г. — около 200 человек.
ГДЛ размещалась в ряде мест Ленинграда. Часть ее находилась на Ржевском научно-испытательном артиллерийском полигоне. Пороховая мастерская помещалась на Васильевском острове в Гребном порту, в бывшей пироксилиновой лаборатории Военно-морского Флота. Первое время эта мастерская использовала прессы, на которых некогда работал Д. И. Менделеев. ГДЛ базировалась также на Комендантском аэродроме для проведения испытаний самолетов. По приказу замнаркома по военным и морским делам, заместителя председателя Реввоенсовета СССР М. Н. Тухачевского лаборатория получила 12 комнат в центральной части здания Главного Адмиралтейства и здание Иоанновского равелина в Петропавловской крепости. ГДЛ пользовалась механическими мастерскими полигона, Военно-морского инженерного училища в Адмиралтействе, в Артиллерийской технической школе, в которых содержала собственный штат рабочих. Управление лаборатории размещалось на ул. Халтурина в доме 19, а затем на Подъездной ул. В. А. Артемьев (1885—1962) занимался разработкой ракет на дымном порохе с 1915 г.; в 1921 — 1933 гг. он был одним из основных сотрудников ГДЛ, а с 1934 г. — РНИИ; сконструировал пороховые двигатели для ракет ЛенГИРД (1931 —1933). Многие конструкции его ракет на бездымном порохе прошли официальные испытания. Б. С. Петропавловский (1898 — 1933) работал в ГДЛ с 1929 г., а в 1930—1931 гг. был ее начальником. Г. Э. Лангемак (1898—1938) в 1928—1933 гг. работал в ГДЛ, а в 1934—1937 гг. был заместителем директора, главным инженером Реактивного научно-исследовательского института (РНИИ).
Значительную роль в развитии ГДЛ сыграл Н. Я. Ильин, бывший ее начальником в 1931 —1932 гг. Несколько лет до этого назначения и позже он работал уполномоченным Реввоенсовета по Ленинграду и Ленинградской области по вопросам организации военного изобретательства. На посту начальника ГДЛ его сменил авиационный инженер-механик И. Т. Клейменов, возглавивший затем Реактивный научно-исследовательский институт. Большое влияние на развитие ракетной техники в СССР в начальный период ее становления оказал герой Гражданской войны М. Н. Тухачевский. В 1928 г. он становится командующим войсками Ленинградского военного округа и с этого времени оказывает помощь ГДЛ. С назначением М. Н. Тухачевского в 1930 г. начальником вооружений РККА Газодинамическая лаборатория переходит в его подчинение. Проявляя постоянный интерес к работам и нуждам ГДЛ, посещая ее и участвуя в испытаниях, М. Н. Тухачевский оказал ГДЛ неоценимую помощь. Он поддерживал и общественные организации Осоавиахима — Московскую и Ленинградскую группы изучения реактивного движения (ГИРД).
Над использованием реактивного принципа движения для научного решения проблемы полета человека в воздухе в России работала с середины прошлого века целая плеяда изобретателей и конструкторов. В 1849 г. военный инженерии. И. И. Третеский (1821 — 1895) разработал проекты трех летательных аппаратов легче воздуха, которые двигались бы при помощи реакции струи газа или пара, а в 1866 г. адмирал русского флота Н. М. Соковнин (1811—1894) в работе «Воздушный корабль» предложил реактивный аэростат, который «должен летать способом, подобным тому, как летит ракета».
Отставным капитаном артиллерии Н. А. Телешевым (1828—1895) был получен в 1867 г. патент на реактивный самолет типа «Дельта», а в 1887 г. киевский изобретатель Ф. Р. Гешвенд в своей брошюре «Общее основание устройства воздухоплавательного парохода (паролет)» предложил проект летательной машины с паровым реактивным двигателем. Разработанные Ф. Р. Гешвендом концентрические сопловые насадки впоследствии стали известны под названием насадок Мело.
Впервые разработка проекта ракетного летательного аппарата для полета человека была начата в России Н. И. Кибальчичем (1853— 1881), известным народовольцем-революционером. Н. И. Кибальчич серьезно изучил литературу о взрывчатых веществах и порохах на русском, французском, немецком и английском языках и проявил в работе исключительную изобретательность. По свидетельству современников Кибальчича, «не в обиду будь сказано правительственным техникам, они могли бы многому поучиться у Кибальчича— при своей громадной эрудиции он более двух лет имел на руках превосходную лабораторию и такой ряд опытов, какого даже приблизительно не имели эксперты, спорившие с Кибальчичем на суде... Он превосходно ознакомился со всеми свойствами нитроглицериновых препаратов и достиг истинной артистичности в пользовании ими». До ареста Н. И. Кибальчич заведовал лабораторией Исполнительного комитета «Народной воли». Талантливый изобретатель, отдавший жизнь в борьбе с царизмом, во время кратковременного, перед казнью, тюремного заключения в Петербурге в марте 1881 г. разработал «Проект воздухоплавательного прибора» — порохового ракетного летательного аппарата. В проекте Н. И. Кибальчича рассматривались такие технические вопросы, как устройство порохового ракетного двигателя, управление ракетным аппаратом путем изменения угла наклона двигателя, программный режим горения для непрерывного подъема или зависания на высоте, обеспечение устойчивости аппарата и другие.
Спустя два года, в 1883 г., К. Э. Циолковский в работе «Свободное пространство» впервые описывает свой космический корабль с двигателем, использующим реактивный принцип. В 1895 г. в Москве было опубликовано его сочинение «Грезы о Земле и небе и эффекты всемирного тяготения», в котором вновь высказывалась идея создания искусственного спутника Земли.
В майском номере петербургского журнала «Научное обозрение» за 1903 г. был напечатан ставший классическим труд К. Э. Циолковского «Исследование мировых пространств реактивными приборами», показавший, каких высот может достичь человеческий гений. С предельной ясностью и точностью в нем излагались основы теории ракетно-космического полета, описывались принципы устройства ракеты и ракетного двигателя на жидком топливе. Позже ученый опубликовал ценнейшие дополнения к этому труду под тем же названием (СПб, 1911 и 1912, Калуга, 1914 и 1926). В них ярко и подробно излагался план выхода человека в космос, заселения межпланетных просторов, эксплуатации небесных тел, использования практически неисчерпаемой энергии Солнца. Там же К. 3. Циолковский изложил идею электрического ракетного двигателя, в котором продуктами истечения являются заряженные частицы, а также указал на выгоду создания ракетного двигателя с использованием ядерной энергии. Но это была далекая перспектива. Прежде всего ученый предлагал построить ракеты на жидком топливе, в состав которого, по его мнению, могут входить в качестве окислителей жидкие кислород, озон, пятиокись азота, а в качестве горючего — жидкие водород, метан, углеводороды, бензол, бензин, скипидар и другие вещества.
Раздельно хранимые в баках жидкие компоненты топлива подаются насосами в ракетный двигатель с расширяющимся соплом, охлаждают его, затем смешиваются в заданном соотношении в головке двигателя и сгорают в нем. Для защиты горячих стенок двигателя от продуктов сгорания высокой температуры предлагалось также использовать углерод, вольфрам и другие материалы.
Указывалось также на необходимость приборов для автоматического программного управления силой тяги двигателя и движением ракеты в полете.
Автономное управление полетом ракеты предлагалось осуществить по Солнцу с помощью оптики и чувствительного элемента, либо системой гироскопов, вырабатывающих командные электрические токи при отклонении оси ракеты от заданного положения. Для поворота оси ракеты с целью управления намечалось использовать систему двух перемещающихся на борту ракеты масс, либо поворачивание сопла двигателя, либо газовые рули, помещаемые в струе двигателя у выхода из сопла.
Можно только удивляться глубокому предвидению Циолковского. Прошло три четверти века со дня опубликования его статьи, и тем не менее она поражает богатством и правильностью высказанных идей. Те, кто близко стоит к ракетной технике, могут достаточно полно оценить проницательность Циолковского, поскольку они хорошо знают, как широко используются его идеи во всех странах мира, занятых разработкой ракет. Но еще ждут своего осуществления многие идеи Циолковского, правильность и перспективность которых не вызывает сомнения. И лишь недостаточный общий уровень развития науки и техники не позволяет реализовать их в настоящее время.
Под влиянием романов Жюля Верна, Циолковский с детства увлекся идеей полета человека в межпланетное пространство и сохранил мечту об этом на всю жизнь. Деятельность Циолковского протекала в трудных условиях. Средства к существованию ему давал лишь весьма скромный заработок провинциального школьного учителя математики и физики. Этих денег было недостаточно для содержания многочисленной семьи, а тем более для проведения экспериментальных работ. Почти полная глухота, которой Циолковский страдал с детства после перенесенной скарлатины, затрудняла его общение с людьми.
Оригинальные научно-технические идеи Циолковского, опережавшие свой век, встречались с недоверием и редко получали поддержку. Официальные круги царского правительства не оценили перспективности работ Циолковского. Лишь после Октябрьской революции Циолковскому уже на склоне лет была оказана широкая государственная поддержка.
В 1918 г. К. Э. Циолковский опубликовал в журнале «Природа и люди» (№ 2—14) научно-популярную повесть «Вне Земли», изданную в Калуге в 1920 г. отдельной книгой. В этой повести рассказано о последовательном овладении заатмосферным пространством с широким использованием международного сотрудничества, о создании в мировом пространстве крупных поселений. В ней описана жизнь в этих колониях, создание там новой энергетики и промышленности, новой архитектуры и строительной техники, нового вида пищевой промышленности. Изобилие солнечной энергии, не ослабленной поглощающим действием атмосферы, возможность дарового охлаждения тел до температуры, близкой к абсолютному нулю, кажущееся отсутствие тяготения, неограниченное свободное пространство, материальные ресурсы небесных тел все это представляет человечеству исключительные возможности для бурного прогресса. Полностью снимается вопрос об обеспечении растущего населения нашей планеты источниками энергии, сырья и жизненным пространством в будущие времена. Непосредственное проникновение человечества в космос не только позволит достигнуть материального и энергетического изобилия, но, в первую очередь, необычайно обогатит науку, открывая перед ней новые возможности, не доступные на дне воздушного океана, окружающего нашу планету.
Воистину величественные картины будущего нарисовал Циолковский. По указанному им пути идут его ученики и последователи, посвятившие себя претворению в жизнь этих замечательных замыслов.
В работе «Космический корабль» (1924) Циолковский описывает планирующий спуск ракеты в атмосфере без затраты топлива при возвращении ее по огибающей Землю спиральной траектории после заатмосферного полета.
В сочинении «Космическая ракета. Опытная подготовка» (1927) К. Э. Циолковский описывает предполагаемое устройство опытной двигательной ракетной установки, работающей кратковременными импульсами (до 25 вспышек в секунду), с гидравлически управляемыми клапанами для подачи компонентов топлива поршневыми насосами, приводимыми в действие бензиновым мотором.
В работе «Космические ракетные поезда» (1929) Циолковский предлагает составлять поезда из ракет, последовательно работающих и поочередно отбрасываемых в полете по мере опорожнения их баков, чем достигается увеличение конечной скорости, приобретаемой последней ракетой поезда. С этой же целью он рекомендует пускать группу ракет с одновременно работающими двигателями, причем по мере расходования топлива последнее восполняется в части ракет путем переливания из других ракет: опорожнившиеся ракеты отделяются от группы («Наибольшая скорость ракеты», 1935).
В своих классических работах К. Э. Циолковский показал всю важность энергетики ракетного двигателя.
Определяющими факторами для осуществления полетов в космическом пространстве является уровень развития ракетных двигателей, а также качество конструктивных характеристик ракеты и систем управления ее полетом. Скорость, приобретаемая ракетой, в первую очередь, определяется энергетическими характеристиками ее двигателей. Поэтому создание достаточно мощных и надежных ракетных двигателей является обязательным этапом зарождения ракетной техники и дает возможность разработки на их основе ракет различных назначений.
Основные труды Циолковского, принесшие ему всеобщее признание, связаны с освоением космоса. Другие его многочисленные работы, среди которых наибольшее внимание уделялось аэродинамическим исследованиям и разработке дирижаблей, являются вкладом в науку и технику, принадлежащим истории.
Над проблемой реактивного полета работал ученый-изобретатель С. С. Неждановский (1850—1940), который еще в 1880 г. пришел к мысли о возможности устройства реактивного летательного аппарата, а в 1882—1884 гг., занимаясь исследованием энергетики реактивных двигателей, рассмотрел в рукописи (опубликовано в 1961 г.) применение в качестве источника энергии взрывчатой смеси, состоящей из двух жидкостей — горючего (керосин) и окислителя (двуокись азота, азотная кислота).
В последующие годы над проблемой реактивного полета в России работали изобретатели А. В. Эвальд, А. П. Федоров и многие другие.
А. П. Федоров (родился в 1872 г.) опубликовал в 1896 г. в Петербурге труд «Новый принцип воздухоплавания...», в котором описал устройство ракетного аппарата для передвижения в пространстве, исключающее атмосферу как опорную среду; в качестве рабочего тела предлагались: пар, сжатый воздух или углекислота. Эта работа натолкнула К. Э. Циолковского на углубленное исследование, завершившееся созданием основ космонавтики.
Некоторые элементы теории реактивного двигателя применительно к морским судам были разработаны отцом русской авиации Н. Е. Жуковским (1847—1921). Об этом свидетельствуют его статьи «О реакции вытекающей и втекающей жидкости» (1882, 1885) и «К теории судов, приводимых в движение силою реакции воды» (1908). Крупный русский ученый И. В. Мещерский (1859—1935) в докладе «Один частный случай теоремы Гюльдена», прочитанном в 1893 г. в Петербургском математическом обществе, изложил свои исследования по теории движения тел переменной массы. В опубликованном труде «Динамика точки переменной массы» (1897) И. В . Мещерский в качестве примера привел уравнение движения вертикально взлетающей ракеты. Эти исследования были дополнены статьей «Уравнение движения точки переменной массы в общем случае» (1904), в которой он дал общую теорию движения точки переменной массы сначала для случая отделения (или присоединения) частиц, а затем для случая одновременного отделения и присоединения частиц. В 1918 г. была напечатана его статья «Задача из динамики переменных масс», посвященная движению системы точек с переменными массами. Таким образом, И. В. Мещерским были изложены основные уравнения ракетодинамики.
В 1915 г. в Петрограде вышла замечательная книга известного популяризатора науки Я. И. Перельмана (1882—1942) «Межпланетные путешествия», выдержавшая в течение 20 лет десять изданий. Она была написана им на основе доклада под тем же названием, прочитанного в 1913 г. В этом труде рассмотрены с позиции научной критики все известные в литературе методы выхода человека в космическое пространство. Здесь и пушка Жюля Верна, и кэворит Герберта Уэллса, экранирующий от сил тяготения, и гипотетический материал, прозрачный для сил тяготения и поэтому ему не подверженный, здесь и экраны светового давления, использующие отталкивающее действие солнечного излучения, и, наконец, ракета Циолковского. В итоге критического анализа Я. И. Перельман показывает, что ракета — единственное и верное средство для выхода человека в космос. Я. И. Перельману принадлежат также научно-популярные труды «Полет на Луну» (1924), «Циолковский» (1924), «Ракетой на Луну» (1930), «К звездам на ракете» (1933) и другие.
В дореволюционный период развития ракетной науки и техники в России консерватизм царского правительства преграждал пути всему новому, прогрессивному. Материалы с пророческими научными поисками Н. И. Кибальчича пролежали в архивах царской охранки до революционных дней 1917 г., а блестящие исследования К. Э. Циолковского не нашли поддержки. Лишь после установления Советской власти Н. И. Тихомирову были предоставлены возможности организации реактивной лаборатории.
Великая Октябрьская социалистическая революция явилась переломным этапом в развитии отечественного ракетостроения. К. Э. Циолковскому в это время исполнилось 60 лет. За 18 лет жизни при Советской власти им было выполнено и опубликовано много теоретических работ, значительно больше, чем в дореволюционный период. Развивая и дополняя теоретические исследования К. Э. Циолковского, его ученики и последователи проводили экспериментальные работы в области ракетной техники в. специально созданных лабораториях, институтах и конструкторских бюро. К. Э. Циолковский заслуженно вошел в историю покорения космоса как основоположник теории космонавтики и создатель принципов, на которых зиждется развитие этой новой области науки и техники, как вдохновенный пропагандист космического полета, изобретатель, мыслитель и великий ученый — патриот. Его именем назван крупный кратер с центральной горкой на обратной стороне Луны.
В 1917—1919 гг. талантливый исследователь Ю. В. Кондратюк (1897—1942) завершил первый этап работы над основными проблемами ракетного движения, изложенными в труде «Тем, кто будет читать, чтобы строить», в котором независимо от К. Э. Циолковского оригинальным методом вывел основное уравнение движения ракеты, дал схему и описание четырехступенчатой ракеты на кислородно-водородном топливе, камеры сгорания двигателя с шахматным и другим расположением форсунок окислителя и горючего, параболоидального сопла, турбонасосного агрегата для подачи топлива, регуляторов, системы управления ракетой от гироскопов с приводом на поворотную выходную часть сопла и применением плавающих гироскопов для ориентации. В этой работе Ю. В. Кондратюк предложил: использовать сопротивление атмосферы для торможения ракеты при спуске с целью экономии топлива; для экономии энергии при полетах к небесным телам выводить космический корабль на орбиту их искусственного спутника, а для посадки на них человека и возвращения на корабль использовать небольшой взлетно-посадочный аппарат, отделяемый от корабля; располагать базы снабжения космических кораблей на орбите спутника Луны или на Луне и, используя солнечную энергию, добывать топливо из лунных пород; использовать гравитационное поле встречных небесных тел для доразгона или торможения космических аппаратов при полете в Солнечной системе. В этом же труде Ю. В. Кондратюк рассматривает: использование солнечной энергии с помощью зеркал-концентраторов для нужд космического корабля и системы больших зеркал на орбитах искусственных спутников для освещения планет, изменения их климата, для межпланетной сигнализации; электростатические ракетные двигатели, работающие на катодных лучах, порошках и тонкопульверизуемой жидкости.
В 1929 г. в Новосибирске вышла его книга «Завоевание межпланетных пространств», в которой определена последовательность первых этапов освоения космического пространства, более подробно рассмотрено большинство перечисленных выше проблем и сделан ряд дополнительных предложений: ракетно-артиллерийское снабжение искусственных спутников с Земли; использование в качестве горючего ракетных топлив некоторых металлов с высокой теплотой сгорания, металлоидов и их водородных соединений, в частности, бороводородов. Ю. В. Кондратюк исследовал проблему тепловой защиты космических аппаратов при их .движении в атмосфере. Научный и практический интерес представляет также описание устройства отдельных частей межпланетного корабля, органов его управления и стабилизации.
В трудах Ю. В. Кондратюка ряд вопросов ракетодинамики, ракетостроения и другие проблемы, связанные с освоением космического пространства, нашли новые решения, многие из которых используются по мере развития космонавтики. Наряду с разработкой проблем космонавтики известна изобретательская деятельность Ю. В. Кондратюка в области промышленной энергетики и других областях. Именем Кондратюка назван кратер на обратной стороне Луны.
Другим крупным представителем советской школы ракетостроения был Ф. А. Цандер (1887—1933), посвятивший свою жизнь решению проблем ракетной техники. С 1907 г. он начал проводить свои первые теоретические исследования, а несколько позднее — инженерные расчеты. В 1921 г. Ф. А. Цандер представил доклад о проекте космического корабля-аэроплана на Московскую конференцию изобретателей, а в 1924 г. опубликовал в журнале «Техника и жизнь» статью «Перелеты на другие планеты», в которой изложил одну из своих основных идей — сочетание ракеты с самолетом для взлета с Земли с. последующим сжиганием в полете (в камере сгорания ракетного двигателя) конструкции самолета в качестве горючего для увеличения дальности полета ракеты.
В 1930 г. Ф. А. Цандер из обыкновенной паяльной лампы построил первый советский лабораторный реактивный двигатель нового типа, назвав его ОР-1 (опытный реактивный). Двигатель работал на сжатом воздухе и бензине и развивал тягу до 145 гс. Позже он разрабатывал жидкостные ракетные двигатели для работы на жидком кислороде и бензине.
В рукописях Ф. А. Цандером были рассмотрены следующие вопросы: использование атмосферы при взлете и посадке, возможность полетов непосредственно в межпланетном пространстве с помощью давления света, определение траектории космических кораблей и ряд других проблем, связанных с космическими полетами.
Теоретические исследования Ф. А. Цандером различных вопросов устройства и космических полетов самолетов-ракет, поиск оптимальных термодинамических циклов реактивных и воздушно-реактивных двигателей, а также предложения по сжиганию некоторых металлов и их сплавов суммированы в книге «Проблема полета при помощи реактивных аппаратов», вышедшей в 1932 г.
Крупный советский аэродинамик В. П. Ветчинкин (1888—1950) с 1921 г. разрабатывал проблемы реактивного полета в пределах атмосферы и в межпланетном пространстве. В 1921—1925 гг. выступал с докладами на эту тему, а в 1925 — 1927 гг. разрабатывал динамику полета крылатых ракет и реактивных самолетов. Эти вопросы рассмотрены в его статьях: «Вертикальное движение ракет» (1935), «Полет крылатой ракеты со сверхзвуковыми скоростями» (1937) и др. Своей общественной работой научно-технического характера В. П. Ветчинкин способствовал пропаганде и развитию идей межпланетных полетов, развитию работ по ракетной технике.
В апреле 1924 г. в Москве при Военно-научном обществе Академии Воздушного Флота (ныне Военно-воздушная инженерная академия им. Н. Е. Жуковского) была создана Секция межпланетных сообщений. В том же году она была преобразована в общество изучения межпланетных сообщений (ОИМС) под председательством Г. М. Крамарова. Общество имело устав и объединяло около 200 членов. В его работе принимали участие К. Э. Циолковский, Ф. А. Цандер, В. П. Ветчинкин и другие. ОИМС просуществовало около года и сыграло заметную роль в пропаганде идей космонавтики в СССР.
В 1925 г. академиком Д. А. Граве в Киеве был создан кружок по изучению и завоеванию космоса, в научно-технический совет которого входили академик Б. И. Срезневский, Е. О. Патон, К. К. Семинский, В. И. Шапошников и другие ученые и инженеры. Силами этого кружка и секции изобретателей Киевской ассоциации инженеров и техников впервые была организована и 19 июня 1925 г. открыта выставка, посвященная проблеме изучения межпланетного пространства. Эта выставка пользовалась успехом, ее посетители слушали лекции ученых о завоевании космического пространства.
В СССР стали возникать многочисленные кружки по изучению проблем космических полетов. 14 июня 1925 г. академик Д. А. Граве обратился с приветствием к этим энтузиастам ракетной техники.
В апреле—июне 1927 г. в Москве Ассоциацией изобретателей-инвентистов, сокращенно именовавшейся АИИЗ, была организована первая международная выставка проектов межпланетных летательных аппаратов. Здесь экспонировались работы К. Э. Циолковского, Ф. А. Цандера (СССР), Р. Годдарда (США), Г. Оберта, В. Гоманна и М. Валье (Германия), Р. Эно-Пельтри (Франция) и многих других.
В 1928 г. в Ленинграде при Институте инженеров путей сообщения (ныне Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта им. академика В. Н. Образцова) была организована Секция межпланетных сообщений. Председателем секции был назначен декан факультета воздушных сообщений этого института профессор Н. А. Рынин (1877—1942), а членами стали преподаватели, инженеры, студенты.
В 1929 г. Н. А. Рынин выступил в печати с предложением организовать национальный или международный научно-исследовательский институт межпланетных сообщений, подробно изложив структуру и задачи этого учреждения.
Н. А. Рынин проводил научные работы в области ракетной техники и изучал эффекты ускорений при создании инерционных перегрузок на организмы животных, но известен он больше как автор единственной в своем роде энциклопедии межпланетных сообщений, изданной в девяти книгах в 1928—1932 гг. Он скрупулезно собрал и описал посвященные идее полета в космическое пространство мифы и легенды, сохранившиеся с древнейших времен, фантазии романистов, теоретические и экспериментальные исследования ученых. Отдельная книга в энциклопедии посвящалась анализу научного наследия К. Э. Циолковского. Для своего времени этот труд был ценным пособием для всех, кто начинал работать в области ракетной техники. Завершается эта уникальная энциклопедия обширной библиографией. Трехтомный труд состоит из 9 выпусков: том 1, выпуск 1—Мечты, легенды и первые фантазии; том 1, выпуск 2 — Космические корабли в фантазиях романистов; том 1, выпуск 3 — Лучистая энергия в фантазиях романистов и проектах ученых; том 2, выпуск 4 — Ракеты и двигатели прямой реакции; том 2, выпуск 5 — Теория реактивного движения; том 2, выпуск 6 — Суперавиация и суперартиллерия; том 3, выпуск 7 — Русский изобретатель и ученый К. Э, Циолковский. Его биография, работы и ракеты; том 3, выпуск 8 — Теория космического полета; том 3, выпуск 9 — Астронавигация. Летопись и библиография.
Несмотря на то, что собранный материал не всегда подвергался достаточному критическому анализу, историко-библиографическая ценность его не вызывает сомнений. После выхода в свет этой энциклопедии Н. А. Рынин собрал много нового интересного материала и подготавливал второе, значительно расширенное издание. Однако оно не было осуществлено. В 1942 году Н. А. Рынин умер.
С 1930 г. публикуются научные и многочисленные научно-популярные труды по космонавтике А. А. Штернфельда (1905—1980), посвятившего свою жизнь этой работе. Они изданы на 36 языках в 39 странах. Его основные работы: «Введение в космонавтику» (написано в 1929—1933 гг., издано в 1937 г.), «Искусственные спутники Земли» (1956, 1958) и др.
Научные труды А. А. Штернфельда посвящены теоретическим исследованиям главным образом траекторий космических полетов. «Введение в космонавтику» содержит также оригинальные исследования по истории ракетостроения. А. А. Штернфельд докладывал свои труды в Варшавском университете (1933), Парижском университете (1934), Французской Академии наук, опубликовавшей их (1934), в Академии наук СССР, издавшей их в 1945 г. А. А Штернфельд работал в Реактивном научно-исследовательском институте (РНИИ) в 1935—1938 гг. и опубликовал три статьи в сборнике института «Ракетная техника» (1937), А. А. Штернфельд — дважды лауреат международных премий по космонавтике, присужденных ему в 1934 г. (Эно-Пельтри — Гирша) и 1964 г. (Галабера).
Начало экспериментальных исследований в СССР по созданию электрических и жидкостных ракетных двигателей и ракет относится к 1929 г. В апреле этого года из военного отдела Комитета по делам изобретений на экспертизу Н. И. Тихомирову в ГДЛ и к профессору М. В. Шулейкину в Управление связи РККА в Москве поступило мое предложение по ракетному двигателю. Оно получило одобрение, и в составе ГДЛ было организовано подразделение по разработке электрических и жидкостных ракетных двигателей и ракет, начавшее работу с 15 мая 1929 г.
В 1928—29 гг. автором этих строк был разработан проект электрического ракетного космического корабля, использующего солнечную энергию для ракетных двигателей.
В 1929—1930 гг. в стенах ГДЛ теоретически и экспериментально была доказана в принципе работоспособность электрического ракетного двигателя (ЭРД), использующего в качестве рабочего тела твердые или жидкие проводники (непрерывно подаваемые металлические проволоки либо жидкие струи), взрываемые с заданной частотой электрическим током в камере с соплом. К форсунке и корпусу камеры, разделенным изолятором, подводились провода от электрической импульсной установки большой мощности, основными элементами которой являлись высоковольтный трансформатор, четыре выпрямителя и масляные конденсаторы емкостью 4 мкФ, заряжаемые до 40 кВ. Взрыванию подвергались нити из углерода, проволока из алюминия, никеля, вольфрама, свинца и других металлов, а также жидкости — ртуть, электролиты. Изучались как одиночные электровзрывы жидких и твердых проводников, так и серии взрывов при непрерывной подаче рабочего тела. Вначале электровзрывы проводились в открытом пространстве, затем в камере с соплом. В 1932—1933 гг. ЭРД испытывался на баллистическом маятнике. Это был первый электротермический ракетный двигатель. Своим рождением он на треть века опередил ход развития науки и техники. Впоследствии перед электроракетными двигателями различных типов открылась богатая перспектива дальнейшего развития. В настоящее время двигатели этого класса находят практическое применение в космических аппаратах для обеспечения ориентации и коррекции траектории полета. Впервые в мире Советским Союзом в реальных условиях полета по космическим орбитам были применены ионные и плазменные ЭРД на корабле «Восход» и автоматической станции «Зонд-2» в 1964 г. В ряде стран разрабатываются образцы ЭРД, предназначенные для применения в качестве основных двигателей для дальних межпланетных полетов.
Практическое применение ЭРД в космонавтике возможно лишь после выхода летательного аппарата на космические орбиты. Причина этого — в малой величине тяги, развиваемой этими двигателями. Поэтому одновременно с ЭРД нами разрабатывались ЖРД, и им уделялось основное внимание.
В 1930 г. в ГДЛ мною впервые были предложены и в дальнейшем исследованы в качестве окислителей для жидкостных ракетных двигателей азотная кислота, ее растворы с азотным тетроксидом, перекись водорода, хлорная кислота, тетранитрометан и их растворы друг в друге, а в качестве горючего — бериллий, трехкомпонентное топливо — бериллий с кислородом и водородом, диспергированные в жидком горючем бериллий, литий, бор и алюминий, пороха с диспергированным в них бериллием и др. В том же году были разработаны и проверены в двигателях с шашечным бездымным порохом экспоненциальные профилированные сопла и термоизоляционные покрытия из двуокиси циркония, окиси магния и других составов для камер сгорания.
В 1930—1931 гг. в ГДЛ были разработаны и изготовлены первые в СССР жидкостные ракетные двигатели: ОРМ (опытный ракетный мотор), ОРМ-1 и ОРМ-2. В 1931 г. проведено 47 стендовых огневых испытаний жидкостных ракетных двигателей.
Первым был спроектирован в 1930 г. ОРМ-1. Он построен в 1930 — 1931 гг. и предназначался для кратковременной работы на жидком топливе: азотном тетроксиде с толуолом или жидком кислороде с бензином. При работе на жидком кислороде и бензине двигатель развивал тягу до 20 кгс. Одновременно с изготовлением ОРМ-1 был спроектирован, изготовлен и в 1931 г. первым испытан (46 пусков) более простой по конструкции двигатель ОРМ, работавший на унитарном жидком топливе — растворах толуола, бензина в азотном тетроксиде. Двигатель был снабжен сменными соплами, крешерным прибором для измерения максимального давления, предохранительным клапаном, электропирозажигательным устройством и др.; использовался для изучения условий безопасной работы с жидким монотопливом и развивал тягу до 6 кгс.
В том же году мною впервые были предложены самовоспламеняющееся топливо и химическое зажигание, а также карданная подвеска двигателя с насосными агрегатами.
В 1931 — 1932 гг. были разработаны и испытаны экспериментальные поршневые топливные насосы, приводимые двигателем, питаемым газом, который отбирался из камеры сгорания ракетного двигателя. В 1932 г. были разработаны и испытаны конструкции экспериментальных двигателей (от ОРМ-4 до ОРМ-22) для изыскания типа зажигания, метода запуска и систем смешения при испытании на различных компонентах топлива. При 53 огневых стендовых испытаниях этих двигателей в качестве окислителей использовались жидкий кислород, азотный тетроксид, азотная кислота, растворы азотного тетроксида в азотной кислоте, а в качестве горючего — бензин, бензол, толуол, керосин. В 1933 г. были разработаны и испытаны на стенде двигатели (от ОРМ-23 до ОРМ-52) с пиротехническим и химическим зажиганием на азотнокислотно-керосиновом топливе. Опытные двигатели ОРМ-50 тягой 150 кгс и ОРМ-52 тягой 300 кгс прошли в том же году официальные стендовые испытания. В то время это были самые мощные жидкостные ракетные двигатели.
В 1933 г. была разработана конструкция турбонасосного агрегата с центробежными насосами для подачи жидких компонентов топлива в двигатель с тягой 300 кгс.
К концу 1933 г. в ГДЛ были преодолены основные трудности, связанные с обеспечением надежной работы жидкостных ракетных двигателей с высокими характеристиками. Разработанные химическое и пиротехническое зажигание, центробежные форсунки, оребренное сопло, динамически охлаждаемое компонентом топлива, внутреннее охлаждение стенок камеры сгорания топливной завесой, а также подобранные конструкционные материалы позволили достигнуть многократной работы двигателей при давлении в камере 20—25 кгс/см2 и удельном импульсе 200—210 с на долгохранимом и эксплуатационно более удобном азотнокислотно-керосиновом топливе.
Двигатель ОРМ-50, изготовленный в одном экземпляре, успешно прошел в 1933 г. три доводочных и сдаточное ресурсное испытание, затем в 1934 г. пять стендовых испытаний с ракетой 05 конструкции ГИРД, для которой он предназначался. При пуске на Нахабинском полигоне под Москвой он выработал на режиме пониженной тяги все топливо из баков ракеты, не вышедшей из станка вследствие неполадок с ее системой питания (не было обеспечено нужное давление подачи топлива). После 10 испытаний общей длительностью 314 секунд двигатель сохранил работоспособность.
Двигатель ОРМ-52 отличался наибольшей в то время тягой и предназначался для морских торпед, самолетов и разрабатывавшихся нами в ГДЛ ракет РЛА-1, РЛА-2, РЛА-3. О надежности этого двигателя можно судить по тому, что экземпляр его за 29 пусков наработал 533 с, развивая тягу 300 — 320 кгс, и полностью сохранил работоспособность.
В 1932 г. в ГДЛ по заданию ВВС была начата разработка экспериментальных ускорителей в виде ЖРД для самолета И-4 с целью сообщения дополнительной тяги в помощь винтомоторной группе. Предусматривалась установка двух ОРМ-52 с турбонасосными агрегатами питания на подкрылках истребителя И-4 конструкции А. Н. Туполева.
К этому времени мною было предложено также применение таких компонентов жидких топлив, как растворы фтора в кислороде, пентаборана в керосине, моноокиси азота в азотном тетроксиде для снижения температуры замерзания окислителя, повышение эффективности ракетного топлива увеличением плотности путем введения тяжелой инертной примеси, рассмотрено фтор-водородное топливо, предложена заправка ракет охлажденными компонентами топлива для увеличения дальности полета (за счет увеличения плотности топлива), наддув топливных баков газификацией сжиженных газов, запасенных на борту ракеты, старт ракет с пускового стола без направляющих и многое другое.
Одновременно с двигателями в ГДЛ в 1930—1933 гг. нами разрабатывались экспериментальные жидкостные ракеты серии РЛА — реактивные летательные аппараты. РЛА-1, РЛА-2 и РЛА-3 предназначались для вертикального взлета на высоту 2—4 км. Старт предусматривался без направляющего станка с пускового стола. Длина ракет 1880 мм, диаметр стального корпуса 195 мм. Азотнокислотно-керосиновое топливо подавалось сжатым азотом из аккумулятора давления; бак горючего помещался концентрично внутри бака окислителя; двигатели — тягой 250— 300 кгс. РЛА-1 и РЛА-2 — неуправляемые ракеты.
В отличие от РЛА-1 (головка и хвостовое оперение деревянные) РЛА-2 имел дуралюминовую головку, несущую пилотский парашют с метеоприборами, раскрытие которого предусматривалось вышибным автоматом. В средней части корпуса ракеты введен арматурный отсек с редуктором давления азота и клапанами; хвостовое оперение дуралюминовое.
В 1933 г. на стенде была отработана укладка парашюта в головку, испытаны автомат для выбрасывания парашюта и арматурный отсек с пневмоавтоматикой. В связи с этим в конце 1933 г. вместо РЛА-1 прошла предварительные стендовые испытания РЛА-2. Ракеты изготовлялись в механических мастерских Монетного двора и ГДЛ в Петропавловской крепости. В качестве заготовок корпусов ракет служили 8-дюймовые артиллерийские снаряды, а для камер сгорания двигателей— 6-дюймовые снаряды.
РЛА-3 — управляемая ракета, отличалась от РЛА-2 наличием в корпусе приборного отсека с двумя гироскопическими приборами с воздушным дутьем (использовались приборы Обри с морских торпед). Они управляли с помощью пневматических сервоприводов и механических тяг двумя парами воздушных рулей, размещенных в хвостовом оперении. Для рулей был выбран аэродинамический профиль Мунка, отличавшийся наименьшим смещением центра давления при перекладке рулей. Изготовление РЛА-3 в 1933 г. не было завершено. В разработке находилась также ракета РЛА-100 с расчетной высотой вертикального подъема до 100 км; стартовая масса ракеты 400 кг, масса топлива (азотный тетроксид и бензин) 250 кг, масса полезного груза 20 кг, тяга двигателя 3000 кгс, время работы 20 с. Для стабилизации полета предусматривалась установка двигателя выше центра тяжести ракеты на карданном подвесе (при стабилизации двигателя непосредственно гироскопом). Для питания двигателя топливом карданные кольца делались полыми с уплотнениями в цапфах. В головной части ракеты размещались метеорологические приборы с парашютом и автоматом для выбрасывания их в атмосферу. В нижней части корпуса помещались аккумуляторы давления со сжатым газом для подачи компонентов топлива в двигатель; верхние баки предназначались для окислителя, средние — для горючего; баки и аккумуляторы давления изготовлялись из высокопрочной стали. Нижние части корпусов несли дуралюминовое оперение, обеспечивавшее расположение центра давления воздуха ниже центра тяжести ракеты. Для определения траектории полета был использован разработанный для этого киносъемочный аппарат с секундомером, установленный в хвостовом обтекателе. Старт осуществлялся из станка. Перед стартом двигатель устанавливался в нужном положении и фиксировался запускающимся гироскопом.
Проект РЛА-100 был разработан в 1930—1932 гг. Для стендовой отработки стабилизации двигателя гироскопом на карданном подвесе был изготовлен в начале 1933 г. станок с карданной установкой двигателя. Баки и другие отсеки ракеты находились в производстве на Мотовилихинском заводе в Перми. В разработке ЭРД, ЖРД и РЛА в ГДЛ активное участие принимали талантливые инженеры и техники А. Л. Малый, В. И. Серов. Е. Н. Кузьмин, И. И. Кулагин, Е. С. Петров, П. И. Минаев, Б. А. Куткин, В. П. Юков, Н. Г. Чернышев, В. С. Соколов, В. А. Тимофеев, Н. М. Мухин, И. М. Панькин и другие.
Подразделение ГДЛ по разработке и испытанию ЭРД, ЖРД и РЛА в 1929—1930 гг. помещалось в Ленинграде в Электрофизическом институте, в 1930—1933 гг. — на Научно-испытательном артиллерийском полигоне в Ржевке (под Ленинградом), а в 1932—1933 гг. — в здании Главного Адмиралтейства и в Иоанновском равелине Петропавловской крепости в Ленинграде. Одна половина корпуса на ржевском полигоне была занята ГДЛ, а в другой половине находилась отлично оборудованная химическая лаборатория, в которой мы проводили исследования по топливам для жидкостных ракетных двигателей.
Проф. В. П. Ветчинкин из Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ) побывал в ГДЛ в декабре 1932 г., присутствовал при испытании жидкостного ракетного двигателя ОРМ-9 на стенде и дал такой отзыв: «В ГДЛ была проделана главная часть работы для осуществления ракеты — реактивный мотор на жидком топливе... С этой стороны достижения ГДЛ (главным образом инженера В. П. Глушко) следует признать блестящими».
В начале 1933 г. начальник вооружений Красной Армии М. Н. Тухачевский, которому была подчинена Газодинамическая лаборатория, присутствовал при стендовом испытании жидкостного ракетного двигателя и высоко оценил достижения ГДЛ. Еще в 1932 г. в письме начальнику Военно-технической академии РККА он сообщал: «Ленинградская Газодинамическая лаборатория Техштаба, работающая над вопросами реактивного двигателя и его применения в различных областях военной техники, достигла в настоящее время с ущественных и ценных результатов. Эти результаты имеются в области научно-исследовательской и теоретической работы ГДЛ, и в деле проведения практических испытаний и опытов с различного рода реактивными снарядами и приборами, и в деле подбора ценных кадров работников реактивистов.
Особо важные перспективы связываются с опытами ГДЛ над жидкостным реактивным мотором, который в последнее время удалось сконструировать в лаборатории. Применение этого мотора в артиллерии и химии открывает неограниченные возможности стрельбы снарядами любых мощностей и на любые расстояния. Использование реактивного мотора в авиации приведет, в конечном итоге, к разрешению задачи полетов в стратосфере с огромными скоростями».
Осенью 1931 г. при Осоавиахиме были организованы московская и ленинградская группы изучения реактивного движения (ГИРД), объединявшие на общественных началах энтузиастов ракетного дела. Среди организаторов и активных работников МосГИРД, созданной осенью 1931 г., были Ф. А. Цандер (первый ее руководитель), С. П. Королев, сменивший Цандера в 1932 г. на посту руководителя, Б. И. Черановский, В. П. Ветчинкин и Ю. А. Победоносцев, а также представители общественности. МосГИРД развернула широкую лекционную пропаганду, организовала в 1932 г. курсы теории реактивного движения и начала работу по проектированию авиационного ЖРД ОР-2 и ракетоплана РП-1.
МосГИРД, получившая название центральной, оказывала помощь группам и кружкам по изучению реактивного движения в других городах СССР. В 1934 г. пропагандистские и просветительные функции возложены на вновь организованную Реактивную группу Центрального совета Осоавиахима, успешно продолжавшую работать до конца 30-х годов и создавшую ряд оригинальных небольших экспериментальных ракет.
Среди организаторов и активистов ЛенГИРД, созданной 13 ноября 1931 г., были Я. И. Перельман и Н. А. Рынин, В. В. Разумов (1890 — 1967) — первый председатель ЛенГИРД, инженеры А. Н. Штерн, Е. Е. Чертовской, физики М. В. Га-жала, И. Н. Самарин, М. В. Ма-чинский, представители общественности. В 1932 г. в состав ЛенГИРД входило более 400 членов. Большую помощь в организации ЛенГИРД и ее работе оказывали сотрудники Газодинамической лаборатории Б. С. Петропавловский, В. А. Артемьев и другие. ЛенГИРД активно пропагандировала ракетную технику, организовывала показательные запуски небольших пороховых ракет, разработала ряд оригинальных проектов экспериментальных ракет (фоторакета, метеорологическая ракета и др.), в частности, ракету Разумова — Штерна с ротативным ЖРД. В 1932 г. ЛенГИРД создала курсы по теории реактивного движения. В 1934 г. ЛенГИРД была преобразована в Секцию реактивного движения, которая под руководством М. В. Мачинского продолжала пропагандистскую работу, проводила опыты по воздействию перегрузок на животных и вплоть до начала второй мировой войны вела разработку и испытания модельных ЖРД и ракет оригинальных схем.
По примеру москвичей и ленинградцев движение за организацию местных ГИРД развернулось в Харькове, Баку, Тифлисе, Архангельске, Новочеркасске, Брянске и других городах. Большую роль в этом движении сыграла пропагандистская деятельность Ф. А. Цандера, Н. А. Рынина, В. П. Ветчинкина, В. О. Прянишникова и других. В июне 1932 г. президиум Центрального совета Осоавиахима принял решение, оформленное 14 июля приказом, о создании в Москве базы МосГИРД для разработки ракет и ракетных двигателей. МосГИРДу были выделены средства и постоянное помещение (подвал дома № 19 по Садово-Спасской улице). Начальником был назначен председатель научно-технического совета МосГИРД С. П. Королев (1906—1966), впоследствии прославленный главный конструктор ракетно-космических систем. В штат была принята бригада Ф. А. Цандера, до этого работавшая в МосГИРД на общественных началах над проектом двигательной установки с ЖРД ОР-2 для ракетоплана РП-1. С августа 1932 г. МосГИРД дополнительно финансировалась Управлением военных изобретений РККА. Позднее были образованы еще три проектно-конструкторские бригады: по разработке жидкостных баллистических ракет, по разработке ПВРД и газодинамических испытательных установок и по разработке ракетопланов и крылатых ракет. Руководили этими бригадами М. К. Тихонравов, Ю. А. Победоносцев и С. П. Королев. Кроме того, были организованы производственная бригада (мастерская) и испытательная станция. Численность сотрудников МосГИРД достигла в 1933 г. 60 человек. В ГИРД работали и другие талантливые инженеры, внесшие достойный вклад в развитие советской ракетной техники: А. И. Полярный, В. С. Зуев, Е. С. Щетинков, И. А. Меркулов, М. С. Кисенко, Е. К. Мошкин и многие другие.
Опираясь на работы советских ученых, коллектив этой организации приступил к задачам экспериментального ракетостроения.
Летом 1932 г. и в январе 1933 г. в ГДЛ состоялись первые встречи сотрудников лаборатории с приезжавшими из Москвы руководящими работниками ГИРД — его начальником С. П. Королевым, заместителем Е. С. Параевым, инженерами Ф. А. Цандером, М. К. Тихонравовым, Ю. А. Победоносцевым и другими. Им демонстрировали работу жидкостного ракетного двигателя на стенде. Так произошла встреча сотрудников ГДЛ с московскими ракетостроителями, положившая начало дальнейшей совместной работе. Треть века на всех разработанных С. П. Королевым крылатых ракетах, самолетных ракетных двигательных установках, внутриконтинентальных дальнего действия и межконтинентальных ракетах, мощных метеорологических и геофизических, а также на всех космических ракетах были установлены двигатели, созданные школой талантливых двигателестроителей, выросшей на базе Ленинградской Газодинамической лаборатории.
В 1933 г. на полигоне в Нахабино под Москвой сотрудниками МосГИРД была запущена созданная под руководством С. П. Королева по проекту М. К. Тихонравова ракета 09 — первая советская ракета на гибридном топливе; ее стартовая масса 18 кг, масса топлива 4,5 кг, длина 2,4 м. Двигатель тягой 25 — 33 кгс и давлением в камере сгорания 5—6 кгс/см2 работал на жидком кислороде, подаваемом в камеру давлением собственных паров, и отвержденном бензине, который в количестве 1 кг размещался в камере сгорания. Запуск производился с вертикальных направляющих. При первом полете 17 августа 1933 г. была достигнута высота около 400 м, лимитированная прогаром двигателя. Полет длился 18 секунд. При втором пуске осенью 1933 г. после подъема примерно на 100 м взорвался двигатель, а в 1934 г. эта ракета (под индексом 13) совершила ряд успешных полетов на высоты до 1500 м.
В МосГИРД были спроектированы два ЖРД конструкции Ф. А. Цандера: ОР-2, предназначавшийся для установки на бесхвостый ракетопдан РП-1 конструкции Б. И. Черановского, и двигатель с индексом 10 для ракеты ГИРД-Х. Первый жидкостный ракетный двигатель конструкции Ф. А. Цандера (ОР-2) с проектной тягой 50 кгс, охлаждением сопла водой, а камеры сгорания — газообразным кислородом был изготовлен в МосГИРД в декабре 1932 г. и испытан на кислородно-бензиновом топливе в марте 1933 г. без участия его автора, умершего в том же месяце. При первых испытаниях двигатель разрушался. Учениками Цандера ОР-2 был переконструирован, бензин заменен этиловым спиртом для снижения температуры газов и облегчения охлаждения, введена керамическая облицовка камеры, а шифр двигателя изменен на 02. Двигатель 10 — ЖРД с камерой сгорания грушевидной формы, охлаждаемой кислородом, разрабатывался с января 1933 г.; компоненты топлива — жидкий кислород и бензин. При первых же испытаниях в августе 1933 г. прогары камеры вынудили переделать конструкцию и заменить бензин спиртом. С октября 1933 г. были проведены испытания, показавшие тягу около 70 кгс, удельный импульс 162— 175 с, давление в камере сгорания 8—10 кгс/см2, продолжительность работы 16—22 с. В качестве топлива — жидкий кислород и 78-процентный этиловый спирт. 25 ноября 1933 г. с двигателем 10 осуществлен пуск первой советской жидкостной ракеты ГИРД-Х, созданной МосГИРД под руководством С. П. Королева. Исходные проработки проекта выполнены Ф. А. Цандером. Стартовая масса ракеты 29,5 кг, масса топлива 8,3 кг, длина 2,2 м, подача топлива — вытес-нительная. При пуске ракета взлетела вертикально на высоту 75— 80 м, затем, вследствие разрушения крепления двигателя и трубки горючего, круто отклонилась от вертикали и упала на расстоянии около 150 м от места старта. Конструкция ГИРД-Х получила развитие в более совершенных советских ракетах, созданных в 1935—1937 гг. Последующая работа с двигателями Цандера велась его учениками, однако не достигла такого уровня, который обеспечил бы их развитие. В МосГИРД М. К. Тихонравовым (1900—1974) были построены, а впоследствии испытаны другие неуправляемые ракеты 07 и 05. Под руководством Ю. А. Победоносцева (1907—1973) разрабатывались схемы прямоточного воздушно-реактивного двигателя и была создана аэродинамическая труба со сверхзвуковыми скоростями потока, превышающими скорость звука в 3,2 раза.
В итоге деятельности ГИРД, просуществовавшей как организация-разработчик почти полтора года, результаты летных испытаний первых советских ракет помогли уточнить основное направление дальнейших исследований.
Перспективность развития ракетной техники, необходимость расширения ведущихся в этом направлении работ и их обеспечения побудили руководство ГДЛ еще в 1931 г. поставить вопрос о реорганизации ГДЛ в научно-исследовательский институт. В результате в том же году начальник научно-технического комитета Артиллерийского управления Я. М. Железняков обратился к заместителю начальника вооружений РККА Н. А Ефимову и другим должностным лицам с предложением немедленно развернуть ГДЛ в Газодинамический научно-исследовательский институт РККА с акцентированием работ на жидкостных ракетах.
В 1932 г. предложение об организации института поступило от МосГИРД и ЛенГИРД. В письме М. Н. Тухачевскому ЛенГИРД предложила организовать институт на ее базе, поскольку она объединяет более 400 человек, интересующихся реактивным движением. Письмо было подписано председателем ЛенГИРД В. В. Разумовым, членами президиума Н. А. Рыниным, Я. И. Перельманом и другими. 16 мая 1932 г. заместитель народного комиссара по военным и морским делам и председатель РВС СССР М. Н. Тухачевский в докладе председателю комиссии обороны писал о необходимости немедленной организации Реактивного института, «учитывая имеющиеся достижения и огромные перспективы в деле применения реактивных двигателей и особенно жидкостных реактивных моторов в различных областях».
21 октября 1932 г. заместитель начальника вооружений РККА Н. А. Ефимов в докладе секретарю ЦК ВКП(б) писал: «Потребность в организации Реактивного института объясняется тем, что использование реактивного движения в военной технике является весьма серьезной и неотложной задачей сегодняшнего дня. Реактивный двигатель дает возможность получить огромную мощность при ничтожном весе двигателя; реактивные аппараты способны развивать чрезвычайно большие скорости, недостижимые никакими другими способами передвижения, и при этом двигаться на больших высотах в сильно разреженном пространстве и даже вне материальной среды.
Дальнейшее развертывание работ по реактивному движению, закрепление полученных результатов, всестороннее исследование и испытание изготовляемых образцов, в особенности осуществление двигателя на жидком топливе, — все это задачи, имеющие крупное значение для обороны страны, должны быть разрешены в ближайшее время. Для этого работа должна быть обеспечена прочной организационной и материальной базой. Наша небольшая Газодинамическая лаборатория должна быть преобразована в Реактивный научно-исследовательский институт РККА.
Помимо работы в области вооружения Реактивный институт должен быть руководящим органом в деле широкого внедрения реактивного движения в многочисленных отраслях народного хозяйства, где реактивный двигатель найдет себе самое разностороннее и плодотворное применение».
21 сентября 1933 г. М. Н. Тухачевский издал приказ Реввоенсовета СССР об организации на базе ГДЛ и МосГИРД первого в мире Реактивного научно-исследовательского института (РНИИ) РККА.
Начальником института был назначен И. Т. Клейменов, заместителем — вначале С. П. Королев, а с января 1934 г. — Г. Э. Лангемак. С. П. Королев стал начальником отдела РНИИ по разработке крылатых ракет.
До конца 1937 г. И. Т. Клейменов и Г. Э. Лангемак, возглавлявшие ранее ГДЛ, руководили РНИИ, вложив много энергии и таланта в развитие ракетной техники в СССР. Институт был передан в промышленность Постановлением Совета Труда и Обороны 31 октября 1933 г., начинавшимся словами: «Учитывая имеющиеся достижения и огромные перспективы в деле применения реактивных двигателей и, особенно, жидкостных реактивных моторов...»
К концу 1933 г. ГДЛ пришла с крупными достижениями в разработке ракет на бездымном порохе. Ракетные снаряды девяти типов различных калибров и различного назначения успешно прошли в этом году официальные стрельбы с земли, морских судов и самолетов на полигонах Ленинграда и Евпатории в присутствии комиссии Реввоенсовета СССР под председательством М. Н. Тухачевского.
Б. С. Петропавловский, Г. Э. Лангемак и В. А. Артемьев являются основными авторами этих разработок, в которых активное участие принимали И. Т. Клейменов и другие. К концу 1937 г. под руководством Г. Э. Лангемака и И. Т. Клейменова снаряды РС-82 и РС-132 были настолько отработаны в РНИИ, что в последующие годы они лишь совершенствовались.
Петропавловского, Лангемака, Артемьева, Клейменова давно нет в живых, но имена их можно прочесть на картах и глобусах Луны. Значительных успехов ГДЛ достигла также в разработке электрических и жидкостных ракетных двигателей. Электрические ракетные двигатели были единственными, а жидкостные ракетные двигатели в 1933 г. не имели себе равных по тяге, удельному импульсу и ресурсу. Коллектив РНИИ поддерживал тесную связь с К. Э. Циолковским. Тематика института охватывала все основные проблемы ракетной техники. В его стенах сложился творческий коллектив, который создал ряд экспериментальных баллистических и крылатых ракет и двигателей к ним.
В 1934—1938 гг. были испытаны в полете модели ряда ракет, например, типов 06, 13, РДБ-01, 48, 216, 217 и др. Крылатая управляемая ракета 301 конструкции С. П. Королева с двигателем ОРМ-65 (аэроторпеда) предназначалась для пуска с самолета ТБ-3 на расстояние до 10 км. Площадь ее крыльев 1,2 м2, размах 2,2 м; длина ракеты 3,2 м, диаметр 300 мм; стартовая масса 200 кг (70 кг топлива). Разработка ракеты 301 была начата в 1937 г., а в следующем году приступили к летной отработке. В 1939 г. проведены летные испытания крылатой ракеты 212 конструкции С. П. Королева с двигателем ОРМ-65. Цельнометаллическая крылатая ракета 212 — моноплан, размах крыльев 3,06 м, длина 3,16 м, полетная масса 210 кг, старт с пороховой катапульты.
В РНИИ проводились широкие исследования по созданию крылатых ракет и другие работы, имевшие большое значение для становления и развития советской ракетной техники. В 1937—1938 гг. были осуществлены наземные испытания ракетоплана РП-318 конструкции С. П. Королева с жидкостным двигателем ОРМ-65. Ракетоплан —деревянный моноплан, размах крыльев 17 м, длина 7,44 м, начальная полетная масса 700 кг; старт с земли — буксировкой. В 1940 г. летчик В. П. Федоров совершил полет на этом ракетоплане с двигателем РДА-1-150, являющимся модификацией ОРМ-65.
15 мая 1942 г. летчик Г. Я. Бахчиванджи совершил взлет и полет на первом советском ракетном самолете БИ-1, разработанном А. Я. Березняком и А. М. Исаевым под руководством В. Ф. Болховитинова. БИ-1 — моноплан с размахом крыльев 7,5 м, стартовая масса 1,5 т при запасе топлива (азотная кислота и керосин) 500 кг, установленный на нем жидкостный ракетный двигатель Д-1-А-1100 конструкции РНИИ развивал тягу 1100 кгс. Во время одного из полетов Г. Я. Бахчиванджи погиб. Самолеты БИ-1 пилотировали также летчики К. Груздев и Б. Кудрин. В РНИИ велась обширная и разнообразная программа исследований. Здесь была завершена отработка пороховых ракетных снарядов двух калибров: РС-82 и PC-132, предназначенных для боевых самолетов. 20 августа 1939 г. японские захватчики испытали на себе действие ракетных снарядов РС-82 в районе реки Халхин-Гол. Легендарные штурмовики конструкции С. В. Ильюшина, вооруженные РС-82 и PC-132, гитлеровцы не случайно прозвали «черной смертью». Устанавливались эти снаряды и на истребителях Як и Ла. В результате усилий многих специалистов к началу Великой Отечественной войны в стенах РНИИ была создана ракетная установка БМ-13. В период Великой Отечественной войны 1941 —1945 гг. в разработку серийных и новых типов пусковых установок для ракетных снарядов по заказам Советской Армии и Военно-морского Флота значительный вклад сделан В. П. Барминым, В. А. Рудницким и другими.
Детище советских ученых БМ-13 со снарядами М-13, ласково прозванное в народе «Катюшей», начало громить фашистов с 1941 г. Первый залп «Катюш» был произведен 14 июля 1941 г. по железнодорожному узлу Орша. Этим грозным оружием во время Великой Отечественной войны было уничтожено огромное количество живой силы и техники врага.
Ракетная артиллерия, созданная в РНИИ, совершенствовалась и, серийно выпускаемая заводами, громила врага на всех фронтах Великой Отечественной войны. Так советские ученые-ракетчики внесли свой вклад в дело разгрома гитлеровской Германии.
Одним из значительных направлений в работах РНИИ была также разработка систем управления, которые здесь проектировались, изготавливались, устанавливались на ракеты и проходили летные испытания. К таким системам управления следует отнести прибор ГПС-2 на ракете 216, прибор ГАТ-1 на ракете 201, приборы ГПС-3 и РА-2 на ракетах 212 и 609. Это были гироскопические автопилоты. С их помощью был отработан автоматический взлет ракет с катапультной тележки и достигалась устойчивость полета на начальном участке траектории.
Особое внимание в РНИИ уделялось разработке жидкостных ракетных двигателей, ибо они лежат в основе ракетной техники. В своей книге «Ракетный полет в стратосфере», изданной в 1934 г., С. П. Королев указывал: «Для успеха нужен в первую очередь надежный и высококачественный по своим данным ракетный мотор». «В центр внимания — ракетный мотор!»
В связи с особой актуальностью создания и развития в первую очередь жидкостных ракетных двигателей на этой задаче были сосредоточены силы руководимого мною подразделения, а продолжение работ по разработке РЛА было передано в другое специализированное подразделение института.
В начале января 1934 г. коллектив специалистов по ЖРД, выросший в ГДЛ, переехал в Москву в РНИИ, где продолжал как подразделение института разрабатывать семейство ОРМ. За время работы в РНИИ это подразделение продолжало развивать принятое еще в ГДЛ направление и сохранило прежней индексацию двигателей. В РНИИ это подразделение пополнилось талантливыми сотрудниками. Это были Ф. Л. Якайтис, Д. А. Шитов, С. С. Ровинский, В. Н. Галковский и другие.
Среди разработанных нами в течение 1934—1938 гг. двигателей были однокамерные и двухкамерные конструкции тягой до 600 кгс на азотной кислоте (ОРМ-53 — ОРМ-70) и тетранитрометане (ОРМ-101, ОРМ-102) в качестве окислителей, с удельным импульсом до 216 с, с ручным и автоматическим пуском.
Двигатель ОРМ-64 тягой 150 кгс, удельным импульсом 216 с на азотнокислотно-керосиновом топливе в 1936 г. успешно прошел многократные стендовые испытания. Важными событиями того времени были создание двигателя ОРМ-65 и газогенератора ГГ-1, прошедших официальные испытания в 1936 и 1937 г. соответственно.
Двигатель ОРМ-65 с регулируемой в полете тягой от 50 до 175 кгс и удельным импульсом 215 с на установившемся режиме, на азотнокислотно-керосиновом топливе предназначался для ракетоплана РП-318-1 и крылатой ракеты 212 конструкции С. П. Королева и был лучшим отечественным двигателем своего времени. Он имел автоматический или ручной пуск и выдерживал многократные запуски (до 50) с наработкой до 30 мин. Давление в камере сгорания 25 кгс/см2. Подача топлива сжатым газом (давление до 35 кгс/см2). Зажигание с сигнализацией, пиротехническое с электрозапалом.
Двигатель ОРМ-65 проходил в 1936—1938 гг. многочисленные пуски: экземпляр № 1 за 50 пусков наработал на земле 30,7 мин, в том числе на стенде — 20 пусков, на крылатой ракете 212 — 8 пусков, на ракетоплане РП-318-1 — 21 пуск; экземпляр № 2 прошел 16 пусков, в том числе на крылатой ракете 212—5 пусков и на ракетоплане РП-318-1 — 9 пусков. Всего в 1937—1938 гг. было осуществлено 30 наземных огневых испытаний на ракетоплане РП-318-1. Крылатая ракета 212 с ОРМ-65 прошла в 1937—1938 гг. 11 огневых испытаний на земле и в 1939 г. 2 — в полете.
В 1935—1936 гг. был разработан, а в 1937 г. прошел официальные стендовые испытания первый газогенератор ГГ-1, предназначавшийся для привода турбины или поршневого двигателя. Производительность его 40—70 л/с газа при 20—25 кгс/см2 и 450—580° С и максимальной температуре 800° С. ГГ-1 работал часами на азотной кислоте и керосине с впрыском воды, вырабатывая чистый нейтральный газ; пуск автоматический. С 1937 г. разрабатывался более мощный газогенератор ГГ-2 (производительность 100 л/с газа при 30 кгс/см2 и 450 — 600° С).
Двигатели серии ОРМ обладали высокими по тем временам характеристиками. Начиная с 1933 г. их удельный импульс составлял 200—215 с, а тяга 150—300 кгс. Большое внимание уделялось надежности разрабатываемых конструкций. ОРМ-65 № 1 тягой 175 кгс, разработанный в 1936 г., за 49 пусков на стенде, ракетоплане РП-318-1 и крылатой ракете 212 наработал 1842 с, а ОРМ-65 № 2 на этих же объектах проработал 16 пусков, в том числе дважды в полете на крылатой ракете 212. Единственный изготовленный в 1936 г. экземпляр газогенератора ГГ-1 за время доводочных и официальных сдаточных стендовых испытаний наработал 6360 с, после чего был сдан заказчику для эксплуатации.
Одновременно с экспериментальными исследованиями и конструкторскими разработками нами проводились и им предшествовали теоретические исследования проблем ракетного двигателестроения. Основное внимание при этом уделялось созданию инженерных методов расчета ракетных двигателей и газогенераторов с учетом состава и температуры продуктов сгорания различных топлив при наличии диссоциации в широком диапазоне изменения соотношения компонентов топлива и давления.
С 1939 г. наше подразделение выделилось из РНИИ и стало самостоятельной группой при московском авиационном моторостроительном заводе. В ней разрабатывался проект вспомогательной установки ЖРД на двухмоторном самолете С-100 для форсирования маневров самолета. Привод насосного агрегата предусматривался от основного авиадвигателя.
В 1940 г. эта группа перебазировалась на казанский авиационный моторостроительный завод, где разрабатывала одно-, двух-, трех- и четырехкамерные самолетные ракетные установки с насосной подачей топлива, тягой от 300 до 1200 кгс у земли.
Выполненный в 1940—1941 гг. проект установки ЖРД на самолете был принят ВВС, и группа с 1941 г. была преобразована в Опытно-конструкторское бюро (ОКБ) по ЖРД. Так, с 1929 г. нами был пройден 12-летний путь становления, от подразделения ГДЛ, через подразделение РНИИ к самостоятельной группе, с 1941 г. реорганизованной в ОКБ.
Основное ядро ОКБ было укомплектовано высококвалифицированными учеными, конструкторами, экспериментаторами, технологами, металлургами, химиками, производственниками. Так, в ОКБ работали профессора Г. С. Жирицций, К. И. Страхович, А. И. Гаврилов, В. В. Пазухин, инженеры В. А. Витка, Д. Д. Севрук, Г. Н. Лист, Н. Л. Уманский, Н. С. Шнякин, А. А. Мееров, А. С. Назаров, Н. А. Желтухин и многие другие талантливые специалисты. Опыт и знания, принесенное ими из разных областей науки и технихи, а которых они ранее работали, позволили ОКБ решать сложные проблемы ракетного двигателестроения. Тогда же в ОКБ пришли талантливый технолог Н. Н. Артамонов и получившие незадолго до этого дипломы инженеров И. И. Иванов, В. Л. Шабранский, А. И. Эдельман, Н. П. Алехин, П. П. Бровкин и многие другие, выросшие в крупных специалистов ракетной техники.
По моему ходатайству С. П. Королев был направлен на работу в наше ОКБ. Он горячо взялся за руководство разработкой установки наших двигателей на боевых самолетах и проявил в этой работе блеск своего таланта. С 1942 по 1946 гг. С. П. Королев был заместителем главного конструктора ОКБ по летным испытаниям.
Еще в РНИИ нас связала преданность любимому делу и взаимная заинтересованность в сотрудничестве, так как под его руководством разрабатывались летательные аппараты, а под моим — двигатели для них.
Помимо С. П. Королева, в те же годы моими заместителями работали Г. С. Жирицкий и Д. Д. Севрук, начальником опытного производства ОКБ был Н. Н. Артамонов. Их таланту и опыту ОКБ многим обязано.
В сороковых годах ОКБ разработало для форсирования маневров самолетов семейство вспомогательных авиационных ЖРД: РД-1, РД-1X3*, РД-2, РД-3 с насосной подачей азотной кислоты и керосина,
______________________________
* Буквы ХЗ означают химическое, зажигание.
неограниченным числом (в пределах ресурса) повторных полностью автоматизированных пусков, с регулируемой тягой и максимальной тягой у земли от 300 до 900 кгс.
Стендовый образец РД-1 прошел в 1942 г. испытания длительностью 1 ч 10 мин за 25 пусков без съема со стенда. Максимальная длительность непрерывной работы достигала 40 мин и определялась емкостью баков. В 1943 г. были проведены официальные стендовые и летные испытания, а с 1944 г. по решению Государственного Комитета Обороны (ГКО)* этот двигатель в двух модификациях находился в серийном производстве. РД-1ХЗ был в серийном производстве с 1945 г. Эти двигатели, помимо стендовых доводочных и официальных испытаний, прошли в 1943 — 1946 гг. наземные и летные испытания (около 400 пусков) на самолетах Пе-2Р конструкции В. М. Петлякова, Ла-7Р и 120Р С. А. Лавочкина, Як-3 А. С. Яковлева и Су-6, Су-7 П. О. Сухого. Двигатели РД-1X3 и РД-2 прошли государственные испытания, отчеты по которым были утверждены И. В. Сталиным. Однокамерный двигатель РД-1 тягой 300 кгс и трехкамерный РД-3 тягой 900 кгс имели эфиро-воздушное зажигание от свечи накаливания, а однокамерные двигатели РД-1ХЗ тягой 300 кгс и РД-2 тягой 600 кгс — химическое зажигание от пусковой жидкости (карбинольное горючее). Давление в камере сгорания 22,5 кгс/см2, ресурс до первой
__________________________
* ГКО — чрезвычайный высший орган государственной власти во время Великой Отечественной войны 1941 —1945 годов. Председателем ГКО был И. В. Сталин.
переборки 1 ч, удельный импульс у земли 200 с.
Отработка запуска двигателей на самолетах в различных эксплуатационных условиях как на земле, так и в полете, особенно при достижении самолетами потолка, потребовала значительных усилий и не раз сопровождалась взрывами, к счастью, ограничивавшимися лишь разрушением хвостовой части самолета. Но упорный труд увенчался успехом.
С двигателем РД-1ХЗ для его отработки только на стенде было проведено 1972 огневых испытания, а вместе с испытаниями на самолетах — 2200 пусков. В отдельные дни делали по 100 и более пусков одного двигателя (суммарно до 500 пусков), причем двигатель сохранял работоспособность. В итоге были разработаны пневмогидравлическая и электрическая схемы двигателя, совместно с конструктивными мероприятиями, обеспечившие безотказный плавный безударный запуск двигателя.
По окончании заводских испытаний самолет Пе-2Р был передан в Летно-испытательный институт (ЛИИ), где прошел наземные и летные испытания в 1945 г. (21 огневое испытание).
В выводах отчета ЛИИ указано: «Двигатель РД-1ХЗ запускается надежно с режимов пусковой и максимальной тяги. Переход двигателя с пускового на рабочий режим происходит плавно. Процесс горения в камере двигателя РД-1ХЗ протекает устойчиво как в пусковой, так и в рабочий периоды. Ручное управление режимами работы двигателя, его включение и выключение осуществляются просто; световая сигнализация этапов работы двигателя наглядна и удобна». Летные испытания самолетов Пе-2Р с исключительным мастерством были проведены летчиками-испытателями А. Г. Васильченко и А. С. Пальчиковым при участии в полетах в качестве борт-инженеров С. П. Королева и Д. Д. Севрука. Самолеты-истребители с ракетным двигателем прошли через золотые руки летчиков-испытателей А. В. Давыдова, В. Л. Расторгуева, отдавшего жизнь, испытывая новую технику, М. М. Комарова и других.
В 1945 г. состоялось первое награждение орденами основных сотрудников ГДЛ-ОКБ. Ордена Трудового Красного Знамени были вручены Главному конструктору и Д. Д. Севруку, ордена «Знак Почета» — С. П. Королеву, Г. С. Жирицкому, Н. Н. Артамонову, Г. Н. Листу и Н. С. Шнякину.
С 1945 г. ОКБ специализировалось на создании мощных жидкостных ракетных двигателей.
Богатый опыт, накопленный при разработке семейства ЖРД РД-1 — РД-3 и их самолетных реактивных установок, послужил солидным фундаментом, на базе которого ОКБ разработало несколько десятков типов мощных жидкостных ракетных двигателей, нашедших широкое применение на ракетах различного назначения.
За пятьдесят лет деятельности этой опытно-конструкторской организации неоднократно приходилось менять ее наименование, подчиненность, местонахождение, но при этом были сохранены тематика ракетного двигателестроения и основное руководство. Прошло немало времени, многие работники ОКБ скончались, многие ушли на пенсию или изменили место работы, но до сих пор в составе ОКБ еще остались несколько сотрудников, начинавших работу в двадцатых-тридцатых годах.
Несколько возвращаясь назад, отметим, что в 1934 г. в Ленинграде состоялась первая Всесоюзная конференция по изучению стратосферы, организованная Академией наук СССР. Ее проводил академик С. И. Вавилов.
В 1935 г. авиационное научно-техническое исследовательское общество «Авиавнито» созвало в Москве конференцию по ракетной технике. Многие работники РНИИ и других организаций выступили на этих конференциях с научными докладами. В 1935г. по предложению Л. К. Корнеева, ранее работавшего в МосГИРД, для разработки жидкостных ракет была организована конструкторская группа (в дальнейшем КБ-7). Работы КБ-7 не дали ожидаемых результатов, и эта организация вскоре прекратила свое существование.
Первая в СССР небольшая двухступенчатая ракета (стартовая масса 7 кг) конструкции И. А. Меркулова (пороховая первая ступень и прямоточный воздушно-реактивный двигатель на второй ступени), созданная Реактивной секцией Стратосферного комитета Осоавиахима, 19 мая 1939 г. стартовала вертикально с подмосковного полигона и поднялась на высоту 2 км.
Подводя итог начальному периоду развития отечественного ракетостроения и космонавтики, следует отметить ведущую роль Ленинграда, Москвы и, конечно, Калуги.
Ленинград является не только колыбелью революции, но и колыбелью отечественной ракетной техники. Здесь родились ракеты Картмазова, Засядко, Шильдера и Константинова на дымных порохах, затем проекты Кибальчича, Федорова, работы Мещерского, Поморцева, Граве, Рынина, Перельмана, Разумова (ЛенГИРД). В этом городе впервые были опубликованы классические исследования Циолковского. Здесь развернула свою работу Газодинамическая лаборатория (ГДЛ) — первая в мире государственная организация по разработке ракет и ракетных двигателей на бездымном порохе и жидком топливе.
Ценным вкладом в развитие отечественной ракетной науки и техники явились труды ГДЛ, ГИРД и РНИИ.
В мае 1929 г. V Всесоюзный съезд Советов утвердил первый пятилетний план развития народного хозяйства СССР. В этом году в стране были созданы многие организации и предприятия. Тогда же, в мае первого года первой пятилетки, была организована и начала свою работу ГДЛ-ОКБ.
В ГДЛ в 1928—1933 гг. впервые были созданы ракеты на бездымном шашечном порохе, в 1929—1933 гг. созданы и успешно опробованы в действии первый в мире экспериментальный электротермический ракетный двигатель (ЭРД) и первые советские жидкостные ракетные двигатели ОРМ (ОРМ-1—ОРМ-52), работавшие на жидком кислороде, азотном тетроксиде, азотной кислоте и толуоле, бензине, керосине. Коллектив, выросший из ГДЛ, продолжил в РНИИ и позже, в качестве самостоятельной организации, разработку жидкостных ракетных двигателей на различных топливах. Коллективом ГИРД в 1933 г. запущены первые советские жидкостные ракеты 09 на жидком кислороде и отвержденном бензине и ГИРД-Х на жидком кислороде и спирте. Прошло не так уже много лет, и советские ракеты первыми проникли на многие миллионы километров в глубины Вселенной! В первых советских ракетных организациях — ГДЛ и ГИРД — заложены основы отечественного ракетостроения. Из стен ГДЛ и ГИРД вышли основные кадры, вырастившие творческие коллективы, обеспечившие его дальнейшее развитие. 15 мая 1979 г. ГДЛ—ОКБ отметило свой 50-летний юбилей — путь от ГДЛ до наших дней, от ОРМ с тягой несколько килограммов до высокосовершенных ракетных двигателей с тягой в сотни тонн, установленных на всех советских ракетах-носителях, летавших в космос, и на многих дальних боевых ракетах, обеспечивающих могущество Ракетных войск Советского Союза.
За выдающиеся заслуги в становлении и развитии советского ракетного двигателестроения ГДЛ—ОКБ награждено орденом Трудового Красного Знамени (1956), орденом Ленина (1961) и орденом Октябрьской Революции (1979).
Огромную роль сыграла и ГИРД, воспитавшая коллектив специалистов, внесших неоценимый вклад в триумфальные достижения Советского Союза в области создания собственно ракет и космических кораблей.
Научно-исследовательские и опытно-конструкторские организации, разрабатывавшие сложнейшие бортовые и наземные системы управления полетом, комплексы наземного оборудования, внесли свой творческий вклад в создание и развитие ракетно-космических систем в СССР. Синтез труда этих коллективов, а также многих других научных и промышленных организаций нашей страны, участвовавших в дальнейшем развитии этих работ, и поднял советского человека в космос. Решающую роль при этом сыграли высокий уровень промышленного развития Советского Союза, достижения передовой советской науки и самоотверженный труд всего советского народа, руководимого Коммунистической партией и ее ленинским Центральным Комитетом.
