Конкурсных началах двигателя с тягой




Скачать 325.91 Kb.
Название Конкурсных началах двигателя с тягой
страница 1/2
Дата публикации 27.07.2016
Размер 325.91 Kb.
Тип Конкурс
edushk.ru > Астрономия > Конкурс
  1   2



13

Процесс проектирования первой стратегической

баллистической ракеты Р-3 оказал решающее влияние

на ход развития новой отрасли техники. Но сама

история этой ракеты оказалась почти полностью

забытой из-за загадочного прекращения разработки

этой машины. О некоторых аспектах разработки этой

малоизвестной ракеты по нашей просьбе рассказывает

непосредственный участник тех событий

доктор технических наук В.Ф.Гладкий

^ ЗАГАДКА ПРОЕКТА РАКЕТЫ Р-3


Н

е секрет, что конструкторы ракеты Р-1 (копии немецкой баллистичес­кой ракеты "Фау-2" стартовой массой 13,4 т, тягой двигателя 27,2 тс и мас­сой головной части 1 т) ясно осознава­ли ее боевую неэффективность. Не ус­траивал военных и ее модернизирован­ный вариант Р-2, основанный на фор­сировании двигателя до 37 тс и введе­ния несущих топливных баков из алю­миниевых сплавов, что теоретически позволяло повысить дальность полета вдвое, а массу головной части до 1,5 т. Но армии требовались машины значи­тельно большей точности поражения цели, с большей массой боевого заряда и, главное, большей дальности полета.

Поэтому в состоянии эйфории, по­рожденной быстрым освоением про­изводства двигателя "Фау-2" в ОКБ-456 МАП, его главный конструктор В.П. Глушко, а также А.И. Полярный в НИИ-1 МАП легко поддались уговорам главного конструктора Р-1 С.П. Коро­лева и смело взялись за создание (на конкурсных началах) двигателя с тягой 120-140 тс.

В результате, уже в апреле 1947 г., сразу же после успешной защиты на еще некомпетентном в новой отрасли техники Ученом совете в НИИ-88 пер­вого (достаточно сырого) эскизного про­екта Р-2, было принято на правитель­ственном уровне решение о разверты­вании работ по новой ракете Р-3 со стартовой массой 70 т и дальностью полета 3000 км при массе головной ча­сти 3 т. Эти работы ускорились с появ­лением второго варианта проекта Р-2 (с отделяемой головной частью). Бал­листические параметры ракеты Р-3 вы­бирали В.П.Мишин и С.С.Лавров так, "чтобы полностью исчерпать (по ука­занию Королева) возможности односту­пенчатых ракет и чтобы она могла слу­жить в дальнейшем звеном одной из более сложных составных схем", то есть звеном межконтинентальной ракеты. Компоновалась эта машина К.Д.Бушу-евым и С.С.Крюковым с трудом, по­скольку ограничения на габариты ус­ловиями транспортирования по желез­ной дороге оказались для нее весьма жесткими, так как при диаметре кор­пуса ракеты 2,8 м главный конструк­тор системы управления Н.А.Пилюгин настаивал на том, чтобы аэродинами­ческие характеристики Р-3 были таки­ми, как у Р-1. Он требовал оснастить ее огромными крыльями стабилизато­ра, возможность установки которых на стартовой позиции исключалась воен­ными.

Сила Королева, которую невольно ощущали все, кто контактировал с ним, состояла в том, что он не боялся никаких трудностей . Последние толь-

ко активизировали его деятельность. Интуиция убеждала его, что можно с помощью автомата стабилизации сис­темы управления обеспечить устойчи­вость движения ракеты даже при рас­положении центра давления аэродина­мических сил впереди центра масс. А следовательно, обойтись без стабили­заторов. Однако осторожный, рассуди­тельный и неторопливый Пилюгин не хотел рисковать, ссылаясь на отсутствие соответствующих теоретических иссле­дований. Королев обратился за помо­щью к ученым своего родного НИИ-88, затем - в ЦАГИ и МГУ. Все они друж­но разводили руками. Боялись брать на себя ответственность за столь радикаль­ное изменение компоновки. Об этом Королев сообщил министру вооруже­ния Д.Ф. Устинову. Тот быстро орга­низовал в просторных кабинетах ЦК ВКП(б) встречу представителей СКВ НИИ-88 с руководителями институтов Академии наук с целью налаживания рабочих контактов.

В течение недели мы рассказывали им, что нам нужно. Но они, услышав наши сроки, вежливо под различными предлогами уклонялись от таких кон­тактов. Слишком смелым казался им грандиозный проект Королева. Но их консерватизм не остановил его, и он продолжал упорно давить на Пилюги­на. И дожал обещанием разработать для него летающую модель ракеты Р-3 в габаритах ракеты Р-2. Иначе говоря, создать для экспериментального иссле­дования проблемы еще одну ракету Р-ЗА, которая могла служить ему страхо­вым полисом от путешествия на Ко­лыму. Глушко согласился поставить для нее двигатель тягой 40 тс. И отдел не­замедлительно приступил к ее компо­новке.

С моей подачи Сергей Павлович попросил начальника отдела прочнос­ти института В.М.Панферова и началь­ника отдела аэродинамики Х.А.Рахма-тулина приступить к сочинению норм прочности для Р-3 и Р-ЗА, хотя бы вре­менного характера. К удивлению, они категорически отказались принимать участие даже в определении внешних нагрузок, действующих на ракеты на всех этапах их эксплуатации. Мы по­лагали, что научные отделы института должны работать на конструкторов сво­его СКВ и формулировать свою тема­тику с учетом их потребностей, а не творческих устремлений сотрудников, думающих прежде всего о диссертаци­ях.

Королев аппелировал к министру: "Я должен заявить, что вопросы прочнос­ти настолько сложны и мы так мало имеем опыта, что обязаны подойти к решению этих вопросов с чвезвычай-

ной осторожностью. Прочность маши­ны будет для нас самой трудной зада­чей".

И Устинов включил в годовой план НИИ-88 выпуск указанных норм, не­смотря на возражение заместителя его директора по научной части А.А. Иль­юшина. Такие действия начальника отдела СКВ очень не понравились ру­ководству института, делавшего став­ку в основном на освоение производ­ства зенитных ракет "Вассерфаль" и "Шметерлинг", к которым проявлял интерес Л. П. Берия. Директор Л. Р. Го­нор стал упрекать Королева в стремле­нии подчинить себе научные отделы и в игнорировании своего непосредствен­ного начальника СКВ, хотя знал, что тот решал спорные технические воп­росы простым голосованием! На заво­де изготовление нужных Королеву эк­спериментальных установок начали осуществлять во вторую очередь. Уча­стились нападки на него начальников других отделов. Обремененные учены­ми степенями и званиями они открыто посмеивались над его осоавиахимовс-ким прошлым.

Но указание министра следовало выполнять. А найти опытных специа­листов в ЦАГИ и МАИ, способных воз­главить разработку норм прочности ракет, не удалось. Никто не горел же­ланием нести ответственность за них. С трудом Панферов уговорил стать научным руководителем этой темы проф. МВТУ В. И. Феодосьева, отличав­шегося инженерным образом мышле­ния и широтой взглядов. И то с усло­вием отведения ему целого года на оз­накомление с состоянием проблемы. Видя, что налаживание связи между конструкторами и наукой идет со скри­пом, министерство организовало при МВТУ высшие инженерные курсы с целью ознакомления руководящего со­става предприятий и институтов отрас­ли с основами ракетной техники. При­чем обязало всех главных конструкто­ров прочесть на них лекции. Королев, которому предписывалось доложить о методах проектирования ракет дальне­го действия, пропустил это указание мимо ушей. У него не было времени на обобщение соответствующих сведе­ний, находившихся еще в головах спе­циалистов. Но его прижали.

- Вот что! - обратился он ко мне. -Нужно четко изложить, как вы нахо­дили нагрузки, действующие на раке­ту Р- 1 на всех этапах эксплуатации. И чтобы всем было понятно! Садитесь в мой кабинет и пишите. Не отвлекай­тесь ни на что. Я уеду, и вам никто мешать не будет.

Периодически названивал откуда-то,

^ V ГРЪ-П^ТЯгттм


месте? Посмотрев материал, вежливо попросил дать побольше схем нагруже-ния частей ракеты. Подобный отчет по баллистическому анализу ему сделали С.С. Лавров и Р.Ф. Аппазов. И вот, выйдя к доске, Сергей Павлович ста­рательно выписывал из этих отчетов формулы и уравнения. Кто-то тихо подсказал ему, что он упустил аргумент у косинуса.

- Где? Слева или справа? А-а! Сле­
ва. Нужно рассматривать только пра­
вую часть - ее вывод правильный!

Нашелся и "умник", громко заме­тивший, что знак интеграла надо пи­сать наоборот. Королев посмотрел на этот знак, как на виселицу. Давнень­ко, более двадцати лет, не имел с ним дело. Затем глянул сердито в аудито­рию:

- Вы здесь будете меня учить или я
вас?

Отчитавшись таким способом перед министерством, он поручил процедуру повторения курса лекций одному из инженеров. В процессе подготовки к ним он понял, что не научные отделы института, а только его отдел может и должен разработать технологию проек­тирования ракет, должен самостоя­тельно определять состав и объем тре­буемых ему научно-технических иссле­дований. И в планах всех групп отдела появилась тема " Исследование усло­вий работы ракет дальнего действия, их агрегатов и аппаратуры".

Руководство института с одобрени­ем встретило такую инициативу Коро­лева, а министерство дало упомянутой теме официальный статус, присвоив ей индекс И-22. Более того, согласилось придать научно-исследовательский ха­рактер и эскизному проекту ракеты Р-3.

Уровень этих первых целенаправ­ленных широкомасштабных исследова­ний в области ракетной техники был, естественно, сравнительно невысоким. Однако они существенно ускорили темп ее развития, способствовали рос­ту квалификации сотрудников отдела Королева и созданию в его составе на­учно-технических подразделений.

Баллистики НИИ-4 МО, определяв­шие таблицы стрельбы для отделяемой головной части (ОГЧ) ракеты Р-2, предложили повысить примерно в пять раз мощность взрыва ОГЧ ракеты Р-3 посредством увеличения скорости ее приземления (кинетической энергии) снижением до минимума лобового со­противления воздуха путем изменения формы этой части. По оценкам ряда членов Академии артиллерийских наук, указанное повышение могло быть даже десятикратным.

Оно было одобрено министром обо­роны, который придавал первостепен­ное значение боевой эффективности ракет дальнего действия. По этой при­чине он выступил даже против отделе­ния головной части от Р-2 и фициаль-но обратился к Берии с просьбой зас­тавить Королева проводить пуски без отделения этой части. И Сергей Пав­лович вынужден был объяснять тому, что в таком техническом мероприятии нет акта вредительства, обстоятельно

14

и популярно обосновывать эту необхо­димость по условиям прочности корпу­са ракеты, изготавливаемого из алю­миниевых сплавов. Ярым сторонником идеи баллистиков стал Мишин - пер­вый заместитель Королева по проект­ным вопросам. И благодаря его стара­ниям идея была реализована. Началь­ник группы аэродинамики нашего от­дела Н.Ф.Горбань совместно с ведущи­ми аэродинамиками ЦАГИ придал ОГЧ Р-3 нужную форму - в виде зао­стренного карандаша, диаметром 0,6 м и длиной 13 м, половину которого со­ставляла стабилизирующая цилиндри­ческая оболочка ("юбка").

Разумеется, что столь кардинальное изменение геометрии ОГЧ при длине ракеты 20 м существенно повлияло на компоновку последней. Пришлось "зад­вигать" головную часть во внутрь ра­кеты и даже помещать ее внутри топ­ливного бака с опорой ее на бак с окис­лителем оригинальной конструкции и осуществлять эту операцию на старто­вой позиции.

Однако рост скорости падения ОГЧ обострил проблему нагрева ее оболоч­ки. Решение этой проблемы было по­ручено комплексной бригаде аэродина­миков и прочнистов (Горбаню с Ро-щиным и Охапкину с Малюгиным) со­вместно с Феодосьевым. Они опира­лись на рассчитываемые моей группой внешние нагрузки, поскольку норм прочности Р-3 так и не было.

А в это время, изучив устройство и режимы работы систем ракеты Р-1 и познакомившись со всеми ее главны­ми конструкторами, Феодосьев принял­ся за организацию в МВТУ первой в стране кафедры по ракетной технике и написанию учебника по ее основам для студентов. Когда Панферов потре­бовал от него отчет по первому этапу темы, тот сделал ход конем. Оформил на полставки на эту кафедру Королева и подал заявление о переводе в его отдел "поближе к металлу". Ильюшин согласился на такой перевод, однако с темой! Причем ограничил участие Пан­ферова в разработке ракет конт­рольными испытаниями на прочность их частей по техническим заданиям Королева с выдачей заключений, фик­сировавших лишь результаты таких испытаний.

Такое неожиданное решение шо­кировало многих тем, что институт добровольно изначально отказывался практически от роли головного в отрас­ли и предоставлял официально неви­данную свободу главному конструкто­ру в трактовке вопросов надежности конструкций своих машин. Мое заме­чание, что упомянутые заключения не стоят и ломанного гроша, повисло в воздухе. Королев был доволен. Увели­чение объема ответственности его не смущало, ее и так было много.

"Все решено! Я верю Феодосьеву, что в институте некому создавать нор­мы прочности, и он их никогда не сде­лает. Вы лучше его знаете, что вам надо. Вот сами и определяйте все нагрузки. Я не хочу ни от кого зависеть. А зак­лючения требуются не вам, а чинов­никам министерства".

Бригада выбрала толщины оболочки ОГЧ Р-3 так, чтобы ее нагрев не пре­вышал 110° С во всех точках, как у ОГЧ Р-2. Конструкторы подкрепили "юбку" не только множеством шпангоутов, но и стрингерами. Но оценить степень нестационарного прогрева этих под­крепляющих элементов не смогли из-за отсутствия соответствующего ме­тода расчета и решили, что ввиду крат­ковременности воздействия (не более трех-четырех секунд) нагрев значи­тельного влияния на уменьшение проч­ности не окажет". Так и записали в эскизном проекте. Оснований для про­тивоположного вывода тогда не име­лось. Все предположения о появлении при таком нагреве каких-то темпера­турных напряжений отметались одним только авторитетом Феодосьева - из­вестного ученого в области сопротив­ления материалов.

Эскизный проект Р-3 был представ­лен тематическим секциям Ученого совета НИИ-88. Первые редакции их заключений, подготовленные соответ­ствующими научными отделами, явля­лись на редкость тенденциозными. Приходилось оспаривать каждую их фразу. Но главный конструктор сохра­нял спокойствие и не втягивался в наши острые дискуссии. Взглядом, движени­ем головы или пальца руки указывал, кому из руководителей расчетных групп и когда выступать. И все же не обо­шлось и без эксцессов. На секции аэро­динамики один рецензент, скривив губы, нагло ответил на его вскользь сделанное замечание: "Это и папуасу понятно!" Королев молча поднялся и демонстративно ушел. И в тот же день "забил" тому пропуск в свой отдел.

Защита проекта ракеты Р-3 на пле­нуме научно-технического совета ин­ститута проходила благодаря присут­ствию министра в напряженной, но цивилизованной обстановке. Готовил­ся к ней Сергей Павлович тщательно, поскольку результат имел решающее значение в реализации его стратеги­ческих планов. Несколько раз он пере­писывал доклад. Неоднократно изменял содержание отдельных плакатов, офор­млению которых уделял огромное вни­мание, для чего держал в штате худож­ника, причем хорошего. Плакаты обыч­но рисовали к каждому возможному посещению отдела высокими чинами. При этом в залах по пути к комнатам общего пользования стелили ковровые дорожки, устанавливали под линеечку кульманы и столы, наряжали всех со­трудников в белые халаты и заставля­ли их сидеть на рабочих местах, чтобы было, как в кино.

Пленум одобрил эскизный проект и рекомендовал немедленно начать раз­работку технического проекта ракеты Р-ЗА, подчеркнув, что "создание Р-3 является большим качественным скач­ком в развитии ракетной техники". Лишь представитель Минобороны А.Г. Мрыкин отметил, что выбор парамет­ров ракеты недостаточно обоснован. В частности, что с точки зрения главного артиллерийского управления жидкий кислород не пригоден для боевых ра­кет. Глядя в сторону главного конст-


руктора двигателя В.П. Глушко, мед­ленно произнес: "Он нас совершенно не устраивает на Р-3!".

Буквально через неделю Королев направил Устинову докладную запис­ку о необходимости так перестроить работу НИИ-88, чтобы весь его коллек­тив, а не некоторые отделы и работни­ки напряженно работали над создани­ем Р-3. Королев, интуитивно чувствуя, что проект где-то заминирован, про­сил его принять меры в направлении возложения на ЦАГИ ответственности за нормы прочности для Р-3 и привле­чения его к статическим испытаниям на прочность ее конструкции. А глав­ное, поставил вопрос о срочной орга­низации особого конструкторского бюро (ОКБ) по ракетам дальнего действия.

Министр уже в процессе защиты и сам понял, что разработка столь слож­ной машины в узких административ­ных рамках отдела, численностью все­го в 280 человек, немыслима. Поэтому 24 апреля 1950 г. вышло распоряжение правительства о создании ОКБ-1 и назначении его начальником и главным конструктором С.П.Королева. Затем приказом Устинова в него включили и два отдела института: электрооборудо­вания и приборов управления и испы­таний.

Усилили и руководство НИИ-88. Его новый директор К.Н. Руднев быстро нашел общий язык с конструкторами и старался поддерживать все их начина­ния технического и организационного характера. А вот ЦАГИ и минавиап-ром отказались участвовать в решении проблем прочности Р-3.

Королев сиял - его мечта, наконец-то, сбылась. В период непродолжитель­ной энергичной деятельности в РНИИ и длительного пребывания за колючей проволокой униженный честолюбивый инженер, обладавший весьма незауряд­ными способностями, больше всего ду­мал о свободе - свободе творчества. О своем КБ!

После защиты проекта Р-3 все вни­мание он сосредоточил на подготовке к летным испытаниям машины Р-2, точность полета которой находилась в поле зрения И.В. Сталина. Шел на них уверенно, проведя успешно несколько пусков ее экспериментального образца (Р-2Э). Однако бдительности не терял, веря неписанному закону надежности: "когда все дела идут хорошо, что-то должно случиться в ближайшем буду­щем". И беда действительно грянула оттуда, откуда ее не ждали

То, что каждая вторая машина терпела аварию, не удручало конструк­торов. Они оперативно реагировали -устраняли все обнаруженные недора­ботки, в основном производственного характера. С пониманием относилась к ним и Госкомиссия, так как боевые части остальных машин падали туда, куда нужно. Но вот перед последним пуском один молодой офицер заметил (при посещении района их падения), что образуемые ими воронки меньше, чем у головок экспериментальной ра­кеты Р-2Э, несмотря на большую ско­рость "приземления". Баллистики по­жимали плечами, а конструкторы по-

15

смеивались. Королев же забеспокоился и попросил начальника полигона В.И. Вознюка послать туда солдат и проче­сать бескрайнюю степь. И солдаты на­шли сплюснутую, но целую хвостовую оболочку ("юбку") головки, обеспечи­вавшую ее устойчивое движение в ат­мосфере носиком вперед. Причем на­шли "юбку" довольно далеко от бли­жайшей воронки, что свидетельствова­ло о ее отрыве в полете и последую­щем падении головки плашмя с неболь­шой скоростью. Осмотр этой "юбки" озадачил Охапкина и Малюгина, про­водивших расчет на прочность голов­ки, а также меня, определявшего схе­мы нагружения ее частей. Разрушились болты крепления "юбки", обладавшие большим запасом прочности.

Разобраться в причине такого фено­мена аварийная комиссия не смогла вследствие полного отсутствия телемет­рической информации о характере по­лета головки, и главный конструктор велел просто увеличить вдвое число болтов. К великому удивлению, не по­могло! "Юбку" снова оторвало, хотя и на несколько меньшей высоте. Ситуа­ция мгновенно обострилась - места для установки дополнительных болтов уже просто не было.

Аварийная комиссия, подтвердив правильность выбора параметров "юбки", пришла к выводу об ошибоч­ном подходе к прогнозированию дей­ствующих на нее нагрузок, в частно­сти, изгибающих моментов. А моя группа не усматривала в нем никаких недостатков и, невзирая на жесткое дав­ление руководства, отказалась их как-то корректировать, то есть брать на себя вину за сложившееся тупиковое положение. Доказывала нереальность таких моментов при устойчивом поле­те ОГЧ. Меня поддерживал лишь Лав­ров. Поставленное в сильнейшее стрес­совое состояние подсознание, в конеч­ном счете, подсказало, что такой мо­мент мог практически возникнуть вследствие мгновенной потери устой­чивости движения ОГЧ при максималь­ном скоростном напоре (у земли) из-за сплющивания "юбки" в полете, вызван­ного разрушением подкрепляющих ее шпангоутов от нагрева, который не учи­тывался при ее проектировании.

Я предложил снизить величину этого нагрева путем увеличения вдвое тол­щины оболочки "юбки". Так и сдела­ли, ибо иных предложений не имелось. И таким образом, эта недоработка, ко­торая показалась всем рядовой, была успешно устранена, что подтвердили последующие в июле испытания вто­рой партии машин Р-2.

Казалось бы, проблема успешно ре­шена. Но всю глубину трагичности си­туации понял только Охапкин. Факти­чески ракетная техника подошла к "тепловому барьеру", причем намного раньше, чем предполагалось. И приня­тый варварский способ его преодоле­ния на ракете Р-2 наносил смертель­ный удар проекту ракеты Р-3, посколь­ку масса конструкции ее ОГЧ при этом возрастала настолько, что не оставалось места для самого боевого заряда.

Королев был потрясен тем, что со-

  1   2

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Конкурсных началах двигателя с тягой icon Лабораторное занятие 2 Автоматический пуск асинхронного двигателя в функции времени
Изучение особенностей автоматического пуска асинхронного двигателя с фазным ротором в функции времени; получение практического навыка...
Конкурсных началах двигателя с тягой icon Исследование способов автоматического управления торможением асинхронного...
Изучение особенностей автоматического управления торможением асинхронного двигателя (АД) с короткозамкнутым (к з.) ротором
Конкурсных началах двигателя с тягой icon Автоматический стенд для контроля параметров акселерометра adxl202AE....
Схемы переключения соединён с выходом сигнала шим процессора, а выход схемы переключения соединён со вторым входом н моста, при этом...
Конкурсных началах двигателя с тягой icon Конкурсных работ из 58 регионов Российской Федерации
Пятый Всероссийский конкурс социальных детских рисунков «Семейные традиции»: всего участвовало 1034 работы, победителей – 142 чел....
Конкурсных началах двигателя с тягой icon Конкурсных заданий
Какую из ниже перечисленных глав Конституции Российской Федерации может пересмотреть Федеральное Собрание Российской Федерации?
Конкурсных началах двигателя с тягой icon Масонство тайное преступное сообщество, ставящее своей целью достижение...

Конкурсных началах двигателя с тягой icon Л. Г. Самойленко (Киев, Украина)
Это так называемые общественные музеи или музеи на общественных началах, народные
Конкурсных началах двигателя с тягой icon Все варианты решены вариант 190604-29
Определить штучное время на развертывание отверстий под толкатели двигателя змз-5311 с Д=25,45
Конкурсных началах двигателя с тягой icon Литература Введение
Поэтому, по мнению Шелера, философская антропология это наука о метафизическом происхождении человека, о его физическом, духовном...
Конкурсных началах двигателя с тягой icon Методическая разработка открытого урока по учебной практике Тема:...
Ок понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
edushk.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов