На старте
На старте
Утром 21 октября положенная на ложементы грунтовой тележки ракета с состыкованными ступенями была вывезена из монтажно-испытательного корпуса и транспортирована на стартовую позицию — сорок первую площадку, представлявшую бетонированную территорию, в центре которой находился пусковой стол. Вокруг стола по форме вытянутого шестигранника была предусмотрена канава — приямок, закрытый сверху металлическими решетками. В канаве должен был собираться пролившийся при заправке компонент и оттуда по трубопроводу отводиться в специальный приемный бак, находившийся в подземном помещении. К пусковому столу в направлении длинных сторон приямка подводились тележка с ракетой и установщик.
Метрах в ста пятидесяти от старта находилось одноэтажное здание, в котором размещались стартовые подразделения воинской части, кабинеты главных конструкторов, конференц-зал, где проходили заседания Государственной комиссии. Тут же можно было перекусить в буфете и покурить в курилке. Существовал еще "банкобус". Так назывался передвижной командный пункт, располагавшийся в автобусе, где принимались оперативные решения по ходу подготовки ракеты к старту. Происхождение этого полушутливого — полуиронического сложного слова включает в себя два корня: банк (в смысле коллективного обсуждения) и автобус.
Метрах в восьми — десяти от длинной стороны бетонированной площадки находился наклонный въезд в аппарель — подземное помещение, в котором были установлены дизель-генераторы для выработки электроэнергии на случай отключения сети электропитания, весы под пусковым столом для взвешивания ракеты, различные коммуникации, аппаратура. Там же размещались автомашины обслуживания.
Между одноэтажным административным зданием и стартовой площадкой располагался подземный бункер — командный пункт, откуда шло все управление пуском ракеты по кабелям, проложенным в аппарели. Рядом со стартовым столом размещался передвижной командный пункт с микрофоном для передачи команд по громкой связи. С четырех сторон бетонированной площадки устанавливались пожарные щиты со шлангами. Территория старта была окружена вырытым в песке широким, глубиной более метра, рвом и натянутой за ним колючей проволокой.
Пусковой стол наземного старта, воспринимавший огромный вес заправленной ракеты, представлял собой простейшую и вместе с тем рациональную конструкцию: массивное кольцо с четырьмя регулируемыми опорами, на которые опирались кронштейны ракеты, покоилось, в свою очередь, на четырех колоннах, закрепленных в мощной плите, лежавшей на бетонном фундаменте. В центре стола монтировался специальный конусоподобный отражатель, отводивший в стороны истекающие из камер двигателей газы. Для осуществления операции прицеливания необходимо было ориентировать ракету плоскостью I–III в плоскость стрельбы. Поэтому стол был поворотным, чем и обеспечивалась возможность вращения его вместе с ракетой.
С одной стороны пускового стола подводился специальный установщик, в котором размещалась также аппаратура для проведения и контроля предстартовых операций, с противоположной стороны устанавливалась грунтовая тележка с ракетой. Установщик и тележка фиксировались с помощью специальных устройств — упоров, вмонтированных в бетонированную площадку. Приведение ракеты в вертикальное положение осуществлялось механизмом подъема установщика с помощью тросов, перекинутых через ролики, закрепленные на подъемной раме последнего.
"Вертикализация" ракеты производилась системой прицеливания с помощью съемных оптических призм, устанавливаемых на шпангоуте хвостового отсека.
Поражала масштабность проводимых работ: огромная тридцатиметровая "сухая" (незаправленная) ракета вместе с грунтовой тележкой, на которой она только что была доставлена из монтажно-испытательного корпуса, медленно разворачивалась из горизонтального положения в вертикальное, зависала над пусковым столом, а затем опускалась на его опоры. Выполнившая свою роль тележка отстыковывалась от ракеты, опускалась на бетонку и увозилась со старта.
Вертикальная рама установщика не только входила в кинематическую и силовую схему подъема ракеты, но и выполняла роль опоры для крепления в двух уровнях отводных кольцевых площадок обслуживания. Первый уровень — для доступа к приборам, установленным в приборном отсеке первой ступени, а второй — для обслуживания приборов в переходном отсеке между ступенями. Во избежание опрокидывания от возможных порывов ветра ракета крепилась к столу специальными стяжками — тендерами.
Однако в таком виде ракета еще ничем не отличается от музейного экземпляра. Для того чтобы конструкция "ожила", к ней должны быть подсоединены "артерии", обеспечивающие функционирование ее систем. На ракете Р-16 в связи с последовательным расположением ступеней и их поперечным делением (схема "Тандем") впервые все отдельные коммуникации второй ступени: пневмопроводы, кабельные системы электроснабжения, управления и телеметрических измерений, а также трубопроводы для заправки компонентов топлива баков второй ступени — были проложены по раме установщика и соединены с системами специальными разъемными устройствами. На первой же ступени они подводились к нижнему торцу хвостового отсека.
Перспектива стартовой позиции особенно хорошо была видна в лучах заходящего солнца. Она представляла впечатляющее зрелище. Среди унылых, бескрайних, безжизненных песков с неизменными спутниками — низкорослым карагачом, ползучими кустами верблюжьей колючки и "воздушными шарами" перекати-поля, на пусковом столе, как на постаменте, возвышалась белоснежная, всем своим видом устремленная ввысь, межконтинентальная красавица — ракета Р-16.
Заметная разница в диаметрах отсеков первой и второй ступеней, соединенных коническим переходником, в отличие от прямолинейных сигарообразных форм предыдущих одноступенчатых ракет, придавала особую грациозность сооружению. А слегка притупленная конусообразная головная часть и обтекатели рулевых двигателей на хвостовых отсеках, гармонично вписываясь в общие контуры, довершали масштабное и величественное впечатление.
Не было равнодушных и среди присутствовавших на стартовой площадке. В непосредственной близости как-то по-особенному чувствовалась масштабность и затаенная сила стосорокатонной громадины. И в первых рядах поклонников новой стратегической ракеты находился маршал. Наблюдая за процессом подготовки ракеты, М.И. Неделин откровенно не скрывал своего восхищения ее внешним видом, законченностью пропорций цилиндро-конической формы, и чувствовалось, что он видел будущее развития этого класса оружия. По свидетельству очевидцев, обращая взгляд на пусковой стол, Главком Ракетных войск как-то непринужденно повторял:
— Красавица! Хороша и совершенна!
С момента установки ракеты на стартовый стол начался отсчет времени проведения запланированных проверок, в том числе предполетных операций. В период с 21 по 23 октября осуществлялась предусмотренная технической документацией предстартовая подготовка ракеты к пуску: автономные и комплексные испытания всех систем, в том числе стыковка головной части, подъем и установка ракеты на пусковой стол, подключение пневмокоммуникаций и наземной кабельной сети к ракете, проведение комплексных испытаний пусковой электроаппаратуры. Цель одна — проверить надежность совместной работы всех систем, участвующих в пуске ракеты.
В процессе проведенных работ не было выявлено существенных замечаний. После этого ракета 23 октября была заправлена компонентами топлива, сжатыми газами и началась подготовка ее к пуску, который решением Государственной комиссии был назначен на вечер того же дня.
Объем работ, который приходится преодолевать при проектировании, и их сложность требуют от исполнителей высокой узкопрофессиональной квалификации. Это приводит к тому, что даже в рамках одного конструкторского бюро специалисты в смежных подразделениях могут только понаслышке знать об особенностях работы узлов ракеты, к которым они не имеют непосредственного отношения. А представление о них составляют по названиям и назначению, домысливая все остальное. Поэтому, чтобы было понятно, что происходило на старте ракеты Р-16 с 18.00 23 октября до 18.45 24 октября 1960 года, необходимо сделать небольшой пропедевтический экскурс в конструктивные особенности и особенности функционирования двух систем — системы управления и пневмогидравлической системы ракеты Р-16. Именно вокруг них и развернулись основные события, приведшие к роковой развязке.
Запуск ракетного двигателя, его работа и выключение в полете, в отличие от любого другого двигателя, например автомобильного, — сложный и многостадийный процесс. Транспортировку компонентов из топливных баков в двигатель обеспечивает по командам, выдаваемым системой управления, пневмогидравлическая система (ПГС).
Маршевый двигатель первой ступени ракеты Р-16 представлял три автономных блока по две камеры в каждом, связанных единой системой запуска, включавшей пусковые бачки окислителя и горючего и систему узлов автоматики. На второй ступени маршевый двигатель состоял из одного блока — двух камер, пусковых бачков окислителя и горючего, системы запуска и автоматики.
Из топливных баков к двигателям шли раздельные магистрали горючего и окислителя. Принципиальное различие между ними заключалось в том, что по линии горючего на каждый блок предусматривалась своя отдельная труба, а по линии окислителя — общая магистраль, из которой через коллектор ("штаны") производилась разводка на три трубы в соответствии с количеством блоков. Для нормальной работы двигателя, обеспечивающей устойчивый процесс превращения энергоносителей в истекающие из сопла двигателя продукты сгорания, создающие реактивную тягу, необходимо, чтобы компоненты топлива поступали под определенным давлением. Эту роль берут на себя турбонасосные агрегаты, устанавливаемые на каждой магистрали.
В связи с тем, что на ракете применялись самовоспламеняющиеся токсичные компоненты топлива, для надежной герметизации топливных баков и подводящих трубопроводов в процессе длительного нахождения заправленной ракеты на старте и предотвращения попадания агрессивных компонентов топлива в полости насосов двигателей при входе в турбонасосные агрегаты на фланцах трубопроводов устанавливались специальные разделительные устройства — пиромембраны. При срабатывании пиропатрона мембрана раскрывалась и складывалась, тем самым открывая доступ компонентам топлива для заполнения полостей насосов двигателя.
После прохождения команды на прорыв пиромембран горючее и окислитель, каждые по своей магистрали, устремлялись вниз, заполняли полости турбонасосных агрегатов. Но при выходе из турбонасосного агрегата для дальнейшего движения компонентов возникала еще одна преграда — главные разделительные клапаны, которые перекрывали вход непосредственно в камеры сгорания. Главные клапаны автоматически открывались только тогда, когда давление на входе в них достигало определенной величины. Гидростатического давления столба жидкости для этого было недостаточно.
Процесс запуска маршевого двигателя второй ступени, поскольку именно он будет интересовать нас в дальнейшем, происходил (при прорванных пиромембранах) следующим образом. После прохождения команды на запуск двигателя срабатывал специальный электропневмоклапан (ВО-8) и в пусковые бачки с горючим и окислителем подавался газ из системы высокого давления, находившейся на борту ракеты. В результате компоненты топлива вытеснялись в газогенератор, где и происходило их соединение. Образующийся при сгорании газ поступал на турбину, на одном валу с которой были установлены насосы магистралей окислителя и горючего.
При раскрутке турбонасосного агрегата газогенератор турбины переходил на питание компонентами топлива, отбираемого после насосов окислителя и горючего. Первоначальная раскрутка ТНА производилась от порохового пиростартера при прорванных мембранах "О" и "Г" на входе в двигатель, а затем газогенератор турбины переходил на питание компонентами топлива от насосов. В процессе раскрутки турбины повышалось давление в полостях за насосами, и при достижении определенной величины открывались главные клапаны (на две камеры один клапан). Компоненты топлива устремлялись в камеры сгорания: соединяясь, они самовоспламенялись, происходил запуск двигателя и выход его на режим.
Таким образом, и это очень важно для анализа происшедшего, на пути компонентов топлива, до того как они соединятся, в магистралях были предусмотрены две разделительные преграды.
И еще один важный момент связан с процессом выключения двигателя. Для этих целей перед входом в газогенератор по обеим магистралям — горючего и окислителя — устанавливались отсечные пироклапаны. При прохождении команды на выключение двигателя они срабатывали и перекрывали подачу компонентов топлива, турбонасосный агрегат останавливался, давление в системе резко падало, и срабатывал отсечный пироклапан по магистрали питания камер окислителем, стоявший в головке камеры сгорания. Поскольку клапан напоминал по виду грушу, то на языке специалистов это называлось "замыкание грушей".
Сам процесс пуска ракеты Р-16 состоял из предстартовых операций, производившихся по командам, выдаваемым руководителем боевого расчета из подземного бункера, и автоматических, осуществлявшихся системой управления по специальной программе. Во время предстартовых операций производился разгон пироблоков гиростабилизированной платформы, задействование бортовых батарей электропитания, прорыв пиромембран по линии окислителя и горючего. Последней из этих операций была команда "Пуск". После нажатия кнопки "Пуск" ракета полностью находилась "во власти" циклограммы. На языке специалистов циклограмма — это записанная на запоминающее устройство последовательность во времени функциональных команд, выдаваемых системой управления, на выполнение в автоматическом режиме технологических операций при подготовке к старту, старте и полете ракеты без участия человека. При запуске наземной циклограммы испытатели только отслеживают и контролируют прохождение команд, фиксируя: есть такая-то операция, есть такая-то операция. В полете контроль прохождения команд и соответствующих операций осуществляется с помощью телеметрии.
По пусковой циклограмме от наземных приборов шел наддув топливных баков и их контроль, осуществлялся переход на питание от бортовых батарей, запускался и выходил на режим рулевой двигатель первой ступени, запускался и выводился на режим маршевый двигатель первой ступени. Ракета отрывалась от стартового стола. При этом происходил разрыв штепсельных разъемов, осуществлявших связь ракеты с наземным электрооборудованием. О состоявшемся старте оповещало замыкание контакта подъема — из гнезда выходил утопленный до этого штырек, упиравшийся в специальную штангу, закрепленную на стартовом столе. С этого момента все, что происходило в полете на борту ракеты, подчинялось полетной циклограмме.
Отныне система управления, кроме задач стабилизации ракеты, управления дальностью, регулирования кажущейся скорости, выдавала на исполнительные органы (группы пиропатронов, электропневмоклапаны) двигательных установок последовательные функциональные команды на их включение или выключение. Каждая из этих команд жестко привязывалась по времени к началу отсчета, определявшемуся моментом отрыва ракеты от стола пусковой установки. Сигналы на выполнение команд выдавались программными токораспределителями первой и второй ступеней (ПТР-I и ПТР-II), работавшими последовательно. Программный токораспределитель представлял собой вал с кулачками. При вращении вала с помощью специального шагового электродвигателя, питаемого импульсами тока, кулачки замыкали определенные контактные группы, включавшие реле и обеспечивавшие срабатывание соответствующего элемента автоматики двигательной установки.