Сергей Симонов - Цвет сверхдержавы - красный. Трилогия (СИ)
Он отметил для себя, что методики стендовой отработки, используемые в НИИ-2, весьма похожи на те, что он уже применил при борьбе с пульсациями в топливной системе Р-7 в конце 1957 года. (АИ, в реальной истории с пульсациями боролись с осени 1958 г, когда их впервые заметили на записях телеметрии после первых неудачных пусков по Луне)
Основным направлением для доработок Р-7 было общее повышение надёжности систем и исключение пульсаций в топливной системе ракеты, о которых Королёв прочёл в документах, представленных ИАЦ. Отработка систем, в первую очередь – всей радиоэлектроники – велась большей частью на наземных стендах.
С пульсациями давления в топливной системе Королёв поручил разобраться отделу управления ОКБ-1, в составе которого была лаборатория динамики процессов управления.
Поскольку эти вибрации пока не проявили себя катастрофическим образом, Сергею Павловичу пришлось хитрить. Он «поделился опасениями» с Пилюгиным:
– Николай, есть у меня подозрение, что с топливной системой у нас не всё ладно. Смотрел тут плёнки телеметрии, и обратил внимание на показания датчиков давления в системе РКС (система регулирования кажущейся скорости, в ней стоял датчик давления с высокой разрешающей способностью, используемый для обратной связи). Проверил показания датчика осевой перегрузки, и что-то мне показалось, что они по частоте колебаний совпадают с прыжками давления, что засёк датчик в системе РКС.
Пилюгин забеспокоился. Совпадение колебаний могло привести к резонансу. Ему, как специалисту по системам управления, было хорошо понятно, к чему может привести резонанс на ракете, заправленной сотнями тонн керосина и кислорода.
– Может показалось? Нет, мало ли что, – Николай Алексеевич озабоченно изучал графики. – Давай я поручу Дегтяренко и Хитрику ещё раз изучить телеметрию. Рисковать не будем.
Вскоре начальник лаборатории Георгий Дегтяренко и заместитель Пилюгина Михаил Хитрик доложили, что «подозрения» Главного оправдались – давление в камерах сгорания первой ступени Р-7 – боковых «морковок» действительно пульсировало с частотой 9-13 Герц, и, что ещё хуже, эти пульсации совпадали по частоте с колебаниями продольной перегрузки, испытываемой ракетой в полёте.
При этом штатные датчики давления на камерах сгорания этих пульсаций «не замечали», так как у них не хватало чувствительности. Повторное изучение плёнок телеметрии с предыдущих запусков показало, что подобные пульсации с большей или меньшей амплитудой присутствовали на всех ранее запущенных ракетах.
(В реальной истории эта проблема выявилась только осенью 1958 года при первых запусках ракет по Луне, из-за чего все три первых запуска были неудачными)
Королёв распорядился поставить одну из ракет на огневой стенд, и установить на камеры сгорания дополнительные датчики давления, такие же чувствительные, как тот, что стоял в системе РКС. Пробный прожиг показал, что пульсации давления имеются, мало того, они совпадают с собственной частотой колебаний конструкции носителя, что рано или поздно приведёт к резонансному разрушению.
Сергей Павлович обсудил проблему с Келдышем. Два академика, поразмыслив, решили провести комплексное исследование проблемы. Келдыш в своём НИИ-1 привлёк к решению задачи теоретиков: Натанзона, Аккермана, и Гликмана, а Королёв поручил в своём ОКБ-1 разобраться с практической частью коллективу инженеров под руководством Дегтяренко.
Они построили аналоговую электронную модель процесса, подобную тем, что строились в НИИ-2. В неё была заложена математическая модель двигательной системы, полученная от Натанзона из НИИ-1, и уточнённые характеристики, переданные из ОКБ-456 от Глушко. Электронная модель позволяла наглядно визуализировать моделируемый процесс на экране осциллографа.
Хрущёв тоже решил помочь Королёву в решении проблемы, и напряг Челомея.
– Владимир Николаич, там у Королёва на «Семёрке» вылезла проблема с колебаниями. Они там с Келдышем мучаются, я вот и подумал, что им третий нужен, – сказал Никита Сергеевич. – Лучше тебя в колебаниях у нас никто не разберётся. Поезжай к ним, посмотри.
Не то что бы Челомей светился от желания помогать Королёву, но заниматься колебательными процессами ему всегда нравилось, поэтому он согласился помочь. (АИ)
Выводы Челомея, Натанзона и Дегтяренко полностью совпали, и уже осенью 1957 года Королёв поручил Анатолию Вольциферу, руководившему разработкой топливной арматуры Р-7, спроектировать демпферы, включаемые в магистраль окислителя перед насосом. К январю 1958 года демпферы были изготовлены, испытаны на стенде и с 1958 года устанавливались на все Р-7. (АИ)
В январе 1958 года первая доработанная ОКБ-1 ракета Р-7 модификации 8К74 была вывезена на старт. При обсуждении операции летом 1957 года военные резко протестовали против снижения мощности боевой части. Однако Хрущёву удалось убедить Жукова и Неделина, что при имеющейся плотности застройки на восточном побережье США вместо одного мощного заряда лучше забросить туда много маленьких – они обеспечат в разы большую площадь поражения.
Для этого и разрабатывался «самосвал», как окрестил Жуков первую разделяющуюся головную часть для Р-7. Но РГЧ ещё предстояло отлаживать, поэтому первым этапом было решено стрелять головной частью уменьшенной мощности на 12000 километров. (В реальной истории этот вопрос был поставлен лишь в августе 1958 г, уменьшение массы головной части из-за моратория на ядерные испытания заняло много времени, и стрельбы на дальность 12000 км были проведены лишь в январе-марте 1960 г, а на дальность 16000 км – в 1961 году)
Уменьшение массы головной части для Р-7 в модификации 8К74 более чем на тонну дало увеличение дальности на 3500 км. Кроме того, системы радиоуправления упростили, выполнили на новой полупроводниковой элементной базе, доработали систему синхронизации опорожнения топливных баков на всех блоках, увеличили объем баков центрального блока и объём заправки керосином и кислородом. Это в общей сложности дало прибавку по дальности ещё 700 км. (Доработки, кроме элементной базы – реальные.)
Королёв собрал в ОКБ-1 совещание для обсуждения нюансов пусков на максимальную дальность. У него в кабинете стоял большой глобус, по которому Сергей Павлович очень наглядно прикидывал расстояния между любыми пунктами земной поверхности.
Взяв специальный транспортир, Королёв подошёл к глобусу, приложил инструмент. По прикидкам выходило, что при дальности 12000 км район падения головных частей будет около Гавайских островов. Присутствовавший на совещании Георгий Александрович Тюлин, специалист по динамике полёта и измерению орбит ИСЗ, сказал: «Это мы американцам можем такой шухер навести, что они будут вспоминать Пёрл-Харбор как золотые денёчки »
Для контроля за испытаниями в район Тихого океана к югу от Гавайев были направлены три «научных» корабля Тихоокеанской гидрографической экспедиции (ТОГЭ). Зная, что американцы устроят им жёсткий прессинг, Хрущёв предложил адмиралу Кузнецову послать в охранение боевые корабли Тихоокеанского флота. Истребительное прикрытие для них в центре Тихого океана организовать было невозможно, а зенитных ракет на наших кораблях ещё не было.
Хрущёв и Кузнецов понимали, что С-75 не подходит для размещения на кораблях, но ничего более подходящего на тот момент не имелось. Комплекс С-125 и его морской аналог М-1 ещё разрабатывались, первые пуски ракеты В-600 были намечены на апрель 1958 года. А прикрыть соединение от атаки с воздуха было необходимо.
Передача информации из ИАЦ в профильные ОКБ и НИИ продолжалась, и уже давала весомые результаты. Пётру Дмитриевичу Грушину было дано задание разработать новые ракеты для морского зенитно-ракетного комплекса М-2. При этом он получил информацию по американскому ЗРК RIM-8 Talos. (см. http://www.okieboat.com/Talos%20history.html и http://www.okieboat.com/Ramjet%20history.html)
В это время в ОКБ-2 уже шла работа над ракетой с твёрдотопливным прямоточным двигателем, и Грушин, конечно, не был на седьмом небе от перспективы «копирования американского старья пятилетней давности»
– Никита Сергеич! Зачем нам в это лезть? – спросил он. – Я вам сделаю ракету лучше.
– А не надо лучше, – ответил Хрущёв. – Надо такую же, но быстрее, чем вы будете отрабатывать свою В-757. Вы поймите, Пётр Дмитрич, у нас три десятка крейсеров стоят в ожидании перевооружения на ЗРК! Это не считая эсминцев, на которые комплекс М-2 просто не вворотить, при всём желании. Чем быстрее они получат современное вооружение, тем лучше.
– Тема твёрдотопливной прямоточки, конечно, перспективная, но накувыркаетесь вы с ней, – продолжал Никита Сергеевич. – А керосиновые прямоточки Бондарюк уже отработал в процессе совместной работы над новыми ПКР Березняка. У него там целая линейка ПВРД родилась, попробуйте из его разработок подобрать что-нибудь подходящее. Пусть Михаил Макарыч над твердотопливной прямоточкой работает, но для флота вы нам всё ж таки сделайте ампулизированный русский «Тэйлос».
