Александр Железняков - Секреты американской космонавтики
«Викинги» значительно отличались от «Фау-2». Первые американские ракеты представляли собой узкий цилиндр диаметром 82 сантиметра и длиной от 13,8 до 14,8 метра. Стартовый вес первого экземпляра составил 4380 килограммов и был меньше «сухого» веса немецкой ракеты. Были и другие отличия. Так, если на «Фау-2» устанавливались независимые топливные баки, то у «Викингов», строившихся кустарным способом, бак со спиртом был несущим. В последующих экземплярах бак для кислорода также делали несущим. Это не только позволяло сэкономить на весе, но и ликвидировало промежутки между стенками бака и оболочкой ракеты, в которых при образовании течи могли скапливаться пары спирта и кислорода, что неминуемо вело к взрыву.
В конструкции «Викинга» были и другие новшества. Наиболее интересным из них являлся метод управления полетом. Двигатель устанавливался на карданном подвесе таким образом, что сервомоторы могли смещать ось двигателя для компенсации случайного отклонения. В отличие от «Фау-2» в американской ракете зажигание осуществлялось без предварительной ступени.
Выше я указал на различия между «Викингом» и «Фау-2». Но было и одно сходство, которое следует упомянуть. Обе ракеты в своих двигательных установках использовали одно и то же топливо – спирт и жидкий кислород. Особо удивляться этому не приходится. На тот момент это было самое эффективное ракетное топливо. Все высокотоксичные топлива появились гораздо позднее.
Испытания ракет «Викинг» на полигоне Уайт Сэндз начались в марте 1949 года. Первая попытка провести стендовые огневые испытания была предпринята 7-го числа. Однако за 15 минут до начала все приготовления пришлось остановить вследствие того, что отрывной штекер головной части ракеты плохо входил в свое гнездо. На следующий день это было исправлено, но перед самым началом испытаний из-за неплотного закрытия дренажных клапанов бака с кислородом весь сжатый азот вытек из баллонов. Потом лопнул трубопровод высокого давления, и на устранение этой неисправности было затрачено еще три дня. В результате стендовые огневые испытания удалось провести только 11 марта. Но их продолжительность составила всего 31 секунду, так как загорелась смазка и обнаружилась утечка пара из турбины.
22 апреля разладилась система управления. Принципиального значения для огневых испытаний это не имело, но во время летных испытаний могло бы окончиться катастрофой. Через два дня этот дефект был устранен, однако огневые испытания были опять прерваны через 24 секунды после начала, так как из ракеты повалил густой дым. Оказалось, что обгорела свежая смазка на паропроводах. Тем не менее, было объявлено, что ракета готова к летным испытаниям. Первый пуск был назначен на 28 апреля, но в запланированные сроки провести его не удалось. Сначала его отложили на несколько дней из-за плохой погоды. Потом пришлось регулировать кислородные дренажные клапаны.
Пуск первого «Викинга» состоялся лишь 3 мая. Ракета поднялась в воздух после некоторой задержки, вызванной повторной неисправностью дренажных клапанов. Подъем прошел удачно, однако через 54 секунды после старта, когда ракета была уже на высоте 27 километров, двигатель выключился. По этой причине максимальная высота полета через 160 секунд после старта составила всего лишь 80 километров. Максимальная скорость, показанная ракетой, равнялась одному километру в секунду.
Все были немного разочарованы достигнутыми результатами. Хотя программа испытаний и не предполагала, что «Викинг» побьет рекорды «Фау-2» по высоте и скорости, но все этого ожидали. Не получилось.
Почти шесть месяцев ушло на то, чтобы разобраться в причинах неудачи. Но до конца сделать это так и не удалось. Поэтому было решено пускать второй «Викинг», и уже в ходе его полета попытаться понять, что помешало первой ракете выполнить поставленную перед ней задачу. Руководитель работ Мильтон Розен и бригадир пусковой команды Лейтон пытались учесть любую возможную неисправность и проверяли все системы по нескольку раз. По самым скромным подсчетам, «Викинг-2» должен был подняться на высоту 240 километров.
Стендовые огневые испытания прошли быстро и без особых затруднений. Они продолжались ровно 30 секунд, как и предусматривалось программой. Однако в течение нескольких последних секунд из хвостовой части ракеты шел черный дым. Это же отмечалось и при испытаниях первого «Викинга» и, по-видимому, было связано с возгоранием смазки трубопроводов.
На этот раз персонал был подготовлен к такой ситуации: люди имели специальный инструмент, с помощью которого удалось устранить неисправность, состоявшую в том, что корпус турбины, оказывается, дал течь. Понадобилось двое суток, чтобы затянуть все болты и несколько раз проверить корпус турбины на герметичность.
Запуск был намечен на 26 августа 1949 года. В 11 часов утра представителей прессы попросили покинуть стартовую площадку, а в 11 часов 29 минут Мильтон Розен скомандовал: «Зажигание!». Воспламенитель загорелся, посыпались искры, отрывной штекер отделился от носовой части ракеты. Но двигатель не работал. Через 10 секунд пришлось старт отменить. При осмотре ракеты выяснилось, что жидкий кислород вытек и залил турбину, заморозив клапаны турбонасосного агрегата.
Запуск ракеты был перенесен на 6 сентября. В 10 часов утра Мильтон Розен снова скомандовал: «Зажигание!». На этот раз ракета взлетела. Операторы тревожно поглядывали на стрелки приборов, боясь новой неудачи. Через 19 секунд двигатель перестал работать. При скорости, которую ракета имела на тот момент, она должна была, в лучшем случае, достичь высоты около 50 километров. Позже выяснилось, что она смогла дотянуть до высоты в 51,5 километра.
Несмотря на неудачу, этот пуск был весьма полезным, так как удалось совершенно точно установить, что прекращение работы двигателя в какой-то степени связано с недостаточной герметичностью корпуса турбины. В частности, инженеры фирмы «Риэкшн Моторс» объясняли причину этой аварии так: корпус турбины, состоящий из двух частей, в момент взлета мог быть вполне герметичным, но, после того как он подвергся в течение некоторого времени воздействию нагретого парогаза, произошла деформация, и прокладка не выдержала давления. Парогаз проник в хвостовой отсек ракеты, сжег изоляцию на проводах и вызвал короткое замыкание, которое парализовало работу всех агрегатов. Хотя такое объяснение и звучало довольно убедительно, требовались веские доказательства. После испытаний турбины на заводе было установлено, что корпус турбины можно сделать сварным и таким образом предотвратить даже малейшую утечку пара. Действительно, после сварки корпуса никакой утечки парогаза больше не наблюдалось. Прекратились и преждевременные остановки двигателя.
Однако вскоре появились новые осложнения. Дело в том, что ракета «Викинг» создавалась для Военно-морского флота, и предполагалось, что она будет запускаться с палубы корабля. Для этой цели был специально оборудован военный корабль «Нортон Саунд». Проблема пуска ракеты с корабля заключалась, прежде всего, в придании ей необходимой устойчивости на пусковом столе. На земле это достигалось с помощью ветровых болтов, устанавливаемых на стабилизаторе. Однако нельзя было рассчитывать на то, что эти болты удержат ракету, когда она получит наклон в результате качки или маневра корабля. Приспособление же, использованное для запуска ракет «Фау-2» с авианосца «Мидуэй», не годилось для «Викинга».
Конструированием корабельной пусковой установки занимался специалист фирмы «Глен Л. Мартин» Ирвин Бэрр. Она состояла из несущего каркаса и двух вертикальных рельсов длиной 6 метров. Между ракетой и рельсами располагались пары роликов, причем одна пара находилась непосредственно против хвоста ракеты. При установке ракеты в вертикальное положение рельсы и ролики крепко удерживали ее, не давая опрокинуться при крене корабля. Во время пуска ракета должна была выкатываться по этим рельсам. Неясно было только, сможет ли ракета пройти рядом с рельсами, не касаясь их. В случае касания ракета, взлетев, могла опрокинуться и упасть за борт, что было совсем небезопасно для корабля.
В связи с этим у Бэрра появилась идея проверки старта с помощью полноразмерного макета «Викинга». На этом макете предполагалось установить пороховой ракетный двигатель, который обеспечивал бы такое же соотношение тяги и веса, как и в настоящей ракете. Вскоре были изготовлены два таких макета.
Пока Бэрр занимался конструированием своей «тележки», перед испытателями стояла задача осуществить пуск «Викинга-3».
Корпус турбонасосного агрегата этой ракеты был сварным, а все провода, которые в первом варианте проходили слишком близко от нагретой турбины, теперь были перенесены на периферию. Провода же, входившие в хвостовой отсек, были заключены в металлические трубки. Запуск был назначен на 7 февраля 1950 года, и нужно было поторопиться, поскольку срок завершения «проекта Рич» – так был условно назван запуск ракеты с корабля – приближался, и отложить его было проблематично.
