Вячеслав Филин - Воспоминания о Лунном корабле
В Лунном корабле ракетный блок являлся основным агрегатом. Его масса составляла половину массы корабля, а расположение было центральным. Мы уже говорили, что с точки зрения центровки Лунного корабля пришлось «приплюснуть» ракетный блок. Топливные баки приняли необычную форму. Хотя объем каждого бака составлял примерно 1,2 м3, их формы резко отличались. Бак окислителя торовой формы расположили внизу. Это было очень полезно с точки зрения центровки, ведь удельный вес окислителя был чуть ли не в два раза больше, чем горючего. Бак, как бублик, забрал в свою срединную пустоту двигатель, а наружной поверхностью, через опорный шпангоут оперся на нижний пояс силового переходника. К верхнему поясу переходника крепился бак горючего, состоящий из сферического сегмента и конической оболочки, к которой крепился двигатель. В блоке применялись известные в ракетной технике компоненты топлива: азотный тетраксид и несимметричный диметилгидразин. Эта пара имела ряд преимуществ по отношению к другим. Во-первых, компоненты при соединении самовоспламенялись, а, во-вторых, их хранение не требовало повышенных защитных операций. В ту пору мы мало думали о токсичных свойствах этих компонентов, о влиянии их на окружающую среду при производстве, хранении, транспортировке. Это впоследствии сказалось и на нашем здоровье. По молодости кажется, что твой организм все может вытерпеть. Так и мы при работах на заправочном макете часто пренебрегали мерами предосторожности, заходили в заправочный зал, когда на полу по вине операторов были лужи компонентов топлива. Многие через год лишились своих зубов, и еще хорошо отделались.
Работа над предэскизным проектом ракетного блока шла трудно. Наши коллеги ракетчики стремились сделать блок как можно легче. Мы, корабелы, тоже стремились к легкой конструкции, но всего корабля, а не отдельного блока. Отход от сферических поверхностей для герметичных отсеков, какими были топливные баки, сразу приводил к дополнительным толщинам и соответственно к дополнительным массам. Однако уменьшение высоты блока приводило к понижению центра масс всего корабля, а это, в свою очередь, определяло общие массовые затраты. До хрипоты спорили, какая компоновочная схема определит минимальную массу. В конце концов корабелы взяли разработку ракетного блока на себя. Они стали компоновать блок в корабле так, чтобы он был органической частью корабля, чтобы его силовая схема была общей силовой схемой всего корабля, а его нижние обводы не причинили лишних возмущений при старте и т. д.
Теперь нужно рассказать, как выбирался двигатель. Двигатель космического корабля — это агрегат, от которого зависит жизнь корабля и экипажа. Можно потерять связь, можно потерять информацию о работе систем, можно не иметь автоматической стыковки, а вот, если не будет работать двигатель, катастрофы не избежать. Требования по надежности двигателя задаются самые высокие, но достичь надежности, равной единице, еще не удалось никому. Для Лунного корабля, совершающего двигательную посадку, иметь даже минимальный риск мы считали недопустимым. Поэтому на блок установили второй резервный двигатель. Он был выполнен по упрощенной схеме. Что это означает? Основной двигатель выполнял функции дотормаживания на посадке, горизонтального маневрирования и взлета. Режимы его работы были самые разные. Так на участке дотормаживания и взлета тяга была близка к оптимальной и равна примерно 2000 кгс, т. е. около 20 кн, а на участке горизонтального маневрирования, где нужно было уравновесить вес корабля, она составляла примерно 850 кгс (8500 н). Но еще нужно было уметь маневрировать по высоте, т. е. и поднять, и опустить аппарат. Поэтому диапазон регулирования тяги на этом участке был довольно широкий. Тяга двигателя могла снижаться до 540 кгс и увеличиваться примерно до 1000 кгс. Таким образом, основной двигатель волей-неволей должен быть двухрежимным. Эти режимы получили свои названия:
ОР — основной режим и РГД — режим глубокого дросселирования.
Резервный двигатель оправдывал свое назначение, он был именно резервным и отрабатывал свои функции как спасатель. Поэтому делать его усложненным по режимам было не логично. Этот двигатель имел один режим по тяге, равный тяге основного двигателя на взлете. Поэтому в случае сбоев при работе основного двигателя включался резервный, и корабль отрабатывал аварийную траекторию взлета.
Все, кто хотя бы немного знаком с ракетными двигателями, знают по статистике, что их отказы наиболее вероятны при запуске и при переходных режимах работы. Нас особенно это тревожило при старте с Луны. Корабль мог только оторваться от поверхности, и, если в этот момент выходит из строя двигатель, корабль просто разбился бы. Времени на перезапуск двигателя или на включение резервного просто не было. Как быть? Вышли из положения таким образом. На Луне запускали сразу оба двигателя и по результатам диагностики оставляли на дальнейшую работу более здоровый двигатель, причем предпочтение при равных условиях все-таки отдавали основному. Учитывая, что основной двигатель располагался по продольной оси корабля, резервный двигатель пришлось сделать двухкамерным. В те времена двигатели космических аппаратов по так называемой замкнутой схеме были редкими, поэтому при выдаче задания на разработку мы не стали рисковать, а применили хорошо изученную и более простую схему двигателей — «открытую». Это означало, что часть компонентов расходовалась на работу турбонасосного агрегата, а затем их продукты выбрасывались через выхлопные сопла наружу, что несколько снижало энергетику двигателя. Чтобы не получать ненужные возмущения, эти сопла поставили на срезе основных камер сгорания симметрично относительно оси (рис. 23). В целом получился отдельный двигательный агрегат, как мы говорили, законченный по форме и содержанию. Мы не применяли тогда понятие «двигатели ЛК», а просто говорили: двигатель лунного корабля, понимая при этом, что их было два. Как видно из задач, которые ставились перед двигателем, каждый, как минимум, должен был уметь запускаться дважды. Хотя компоненты и были самовоспламеняющимися, для требуемого «пушечного» запуска необходима принудительная раскрутка турбонасосного агрегата. Эту роль выполняли специальные пороховые аккумуляторы давления. «Пушечный запуск» — это такой запуск, когда двигатель выходит на режим за доли секунды. Для нашего корабля это было жизненно важным требованием.
Определенный облик на этапе предэскизного проекта — это только малая толика на всем этапе создания, ведь по предэскизному проекту производство не запустишь, необходима дальнейшая проработка всех составных частей блока. Нужен был следующий этап — этап эскизного проекта. Усилий нашего КБ явно не хватало, ведь за эскизным проектом следовали разработка рабочей документации, экспериментальная отработка и производство. Руководство обратилось с просьбой к известной фирме академика М.К.Янгеля о дальнейшей разработке ракетного блока Лунного корабля. Он получил сокращенное название «блок Е». Михаил Кузьмич Янгель к этому времени со своим КБ создал уже не одну ракету, как для научных целей, так и для оборонных. Опыт создания ракетных комплексов у фирмы накопился огромный. Но ракетные комплексы — это законченная продукция, она отмечалась и наградами и соответствующими премиями. А ракетный блок — это часть объекта, даже не комплекса! И надо отдать должное академику М.К.Янгелю, что он не отвернулся от этой задачи, а наоборот, понимая, что это наша национальная задача, всячески поддержал нас. От нас требовалась выдача технического задания на разработку.
От правильности задания, сговоренности всех нюансов по характеристикам, эксплуатации, сопряжения с другими элементами и системами, а в целом это характеризовалось полнотой выдачи технического задания, зависело и качество изготовления блока. Первую редакцию мы написали и отправили на согласование в Днепропетровск. Вскоре поехали и сами. Нужно было все взаимно утрясти, выяснить вопросы разработчиков, подготовиться к ответам на эти вопросы. Это можно было сделать только на месте.
Нас принял М.К.Янгель. Подробно рассказали ему о том, как представляли себе Лунный корабль. Он сокрушался, что такие жесткие массовые лимиты не позволяют посадить второго космонавта в ЛК. Он просил передать нашему руководству, что его КБ сделает все, чтобы выполнить это задание, а затем сказал: «А вам не кажется, что после «семерки» (так называлась в наших кругах ракета «Восток») мы делаем очень резкий скачок и хотим создать Н-1 со стотонной нагрузкой? Наше КБ готово разработать среднюю ракету, так на 40–50 тонн полезного груза на орбите ИСЗ. Вы передайте это Василию (В.П.Мишину). Пусть он подумает и поддержит нас. Ведь кроме Луны трудно будет найти достойное применение громадной ракете, да к тому же дорогой. А наш носитель будет существенно дешевле, да и ездоков на нем будет в достатке».
