Не только для эксперимента

После слияния двух коллективов — ГИРДа и ГДЛ — в Реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ) С. П. Королев еще теснее сблизился с товарищами, которые работали вместе с ним над крылатыми ракетами, — с первым помощником Е. С. Щетинковым, специалистом по гироскопическим автопилотам С. А. Пивоваровым, молодыми инженерами М. П. Дрязговым, Б. В. Раушенбахом и А. В. Палло.

В этом дружном коллективе и родилась идея выпуска целой серии крылатых ракет под индексом 06/1, 06/2 и т. д. (в знаменателе указывался порядковый номер). Эти ракеты, как выяснилось, нужны были не только для экспериментов, они привлекли внимание военных, увидевших в них средство для поражения различных целей на земле и летящих объектов в воздухе. Ракета 06/1, представлявшая собой модель бесхвостого планера с двигателем от ракеты 09, уже испытывалась раньше. Ракета 06/2 являлась копией будущей большой ракеты 06/3 (другое обозначение — 216). «Сердцем» у нее был такой же двигатель, как и у первой жидкостной ракеты 09.

Эта ракета предназначалась для пуска с земли по удаленным целям (крупным объектам и площадям). Она имела длину 2,3 метра, а размах крыла 3 метра. Полетный вес ее доходил до 100 килограммов. Расчетная дальность составляла 15 километров. На вид это был миниатюрный самолет со свободнонесущим крылом толстого профиля и двухкилевым оперением. Баки для окислителя делались в виде труб, они одновременно служили и силовыми элементами крыла. Баки для горючего размещались в фюзеляже. И окислитель и горючее подавались в двигатель под давлением сжатого воздуха из баллона. Двигатель располагался в хвосте, а автоматика и боевой груз — в носовой части.

Вот что вспоминает о полете крылатой ракеты 06/2 М. К. Тихонравов. Кроме него на старте тогда находились Королев, Щетинков и механики. После взлета ракета устремилась вверх и пошла на петлю. Замкнув петлю, она пролетела недалеко от стартовиков на высоте двух метров, пошла на вторую петлю и в конце ее врезалась в землю.

Когда вопросы динамики полета на модели 06/2 были отработаны, началась постройка ракеты 06/3, имевшей вид миниатюрного самолета с размахом крыла в 3 метра. На ней был установлен двигатель 02, который разрабатывали еще при Цандере. Позже стали проектировать и строить четвертую крылатую ракету — 06/4 (другое обозначение — 212). Это была ракета дальнего действия.

По внешнему виду она напоминала небольшой самолет с трапециевидным крылом, хвостовым оперением и рулевым управлением. Длина фюзеляжа составляла 3,16 метра, размах крыла 3,06 и диаметр фюзеляжа 0,3 метра. Полетный вес достигал 210 килограммов, из них 30 отводилось на топливо и еще 30 — на боевой заряд. Внутри фюзеляжа размещались: в носовой части — боевой заряд, далее — аппаратура гироскопической стабилизации и автономного управления. В хвостовой части располагался жидкостный реактивный двигатель ОРМ-65-1. Он устанавливался на специальной раме и закрывался обтекателем-капотом с металлическим козырьком для защиты рулей ракеты от огня реактивной струи.

Построили эту ракету в 1936 году. Расчетная дальность ее была 50 километров. 29 апреля 1937 года было проведено первое огневое испытание. А всего таких испытаний в 1937–1938 годах было 13.

Другие две крылатые ракеты имели индексы 201 и 217. Ракета 201, по современным представлениям, может быть отнесена к классу «воздух — земля», ракета 217 может быть названа зенитной с наведением по лучу прожектора. Кстати, отдел, который возглавил Сергей Павлович, планировал установку на эти крылатые ракеты самонаводящихся устройств.

Ракета 217 была сделана в двух вариантах: один — в форме маленького самолета, другой — с четырьмя крыльями и без хвоста. На обоих вариантах устанавливался пороховой двигатель.

Летные испытания проходили на одном из артиллерийских полигонов вблизи Москвы. Была сделана специальная пусковая установка в виде наклонной трехгранной фермы длиной 10 метров. На ферме имелись специальные угольники, по которым скользила стартующая ракета. Угол наклона фермы можно было менять.

Сначала изготовлялись и пускались модели, а потом и сами ракеты. Модели достигали дальности 2 километра и высоты 700 метров, а ракеты — 1 километр и 500 метров.

В опытных полетах аппаратура управления на ракетах отсутствовала. Миниатюрный самолет уходил в сторону от первоначального направления. Четырехкрылая ракета летела и без телеуправления устойчиво.

После успешных полетов крылатых ракет Сергей Павлович становится руководителем сектора, а потом и отдела.

Чем же примечательны были эксперименты с крылатыми ракетами? Тем, что в этих экспериментах выявлялись особенности проектирования и постройки беспилотных аппаратов. Была найдена и оригинальная методика испытания ракет, для чего построили специальные стенды и приспособления. Так, Королев и его помощники впервые применили старт ракеты с катапульты. Для этого ими был построен длинный рельсовый путь, по которому ходила тележка. На ней — пороховые двигатели. Они служили стартовыми ускорителями, разгоняли тележку и установленную на ней стартующую ракету. После отрыва от тележки ракета летела уже под действием тяги своего собственного двигателя. (Рельсовый путь с реактивной тележкой впоследствии получил широкое применение в США.) Ракета набирала высоту в зависимости от запаса топлива на борту, а после выключения двигателя автоматически переводилась в планирование или пикирование на цель.

Да, много интересного и перспективного содержалось в работах отдела С. П. Королева по управлению и стабилизации полета крылатой ракеты. (Была даже предложена система самонаведения и заказано оборудование, необходимое для этого. Но, к сожалению, оно так и не поступило в РНИИ.) Работа по созданию автоматов стабилизации и управления с каждым днем продолжалась все успешнее. Занимался непосредственно этим в отделе Сергея Павловича инженер Пивоваров. Было построено несколько гироскопических приборов стабилизации (ГПС). Опробовали эти приборы сначала на пороховых ракетах с крыльями. Потом перенесли автоматы на ракеты с ЖРД. Наиболее полно управление с помощью автоматов было применено на ракете 06/4 (212).

Во время огневых пусков ракеты поднимались на километровую высоту и достигали дальности в несколько километров. Наиболее устойчивый полет наблюдался на первом километре до высоты 500 метров. В дальнейшем автопилоты не могли удержать ракету, и она начинала «петлять», делала крутые виражи с набором высоты и наконец переходила в падение. Однако было ясно, что при мощной и хорошо отлаженной автоматике вполне можно обеспечить управление на гораздо больших высотах и дальностях. Что же касается собственно ракетной части, то она работала удовлетворительно. Значит, замысел в принципе был верен!

Ракета 201 предназначалась для пусков с самолета по движущимся воздушным целям, а также и по земным объектам. Для нее создавалась аппаратура радиоуправления. Руководил этой работой профессор Шорин. Автоматы должны были командовать: «правый поворот», «левый поворот», «выше», «ниже», «взрыв».

На практике удалось проверить лишь одну команду, и то на другой ракете — 216. В нее вмонтировали приемник и, когда она находилась в полете, передали команду «взрыв». Была взорвана дымовая шашка. И Королев с товарищами наблюдал, как в небе по радиосигналу образовалось дымное облачко.

Интересно также то, что на многих ракетах вместо взрывчатого вещества в носовую часть закладывали небольшой парашют. В определенный момент парашют выстреливался, и ракета плавно спускалась на землю. Позже этот принцип был распространен Королевым на более мощные научные ракеты.

Сергей Павлович при проектировании проводил продувку моделей и самих ракет в аэродинамических трубах. С целью снятия в полете необходимых данных по его заданию были разработаны различные приборы-самописцы для регистрации скорости полета, ускорения при включенном ракетном двигателе, углов подъема. Эти приборы объективного контроля за летящим аппаратом полное свое развитие получили спустя десятилетие — в век реактивной авиации и космических ракет.

Погруженный в работу над беспилотными крылатыми ракетами. Королев по-прежнему не упускал перспективы постройки ракетоплана. Наиболее детальный анализ существовавших в то время возможностей для создания такого аппарата содержится в его выступлении на I Всесоюзной конференции по применению ракетных аппаратов для исследования стратосферы, состоявшейся 2 марта 1935 года в ЦДКА имени М. В. Фрунзе.

В этом выступлении Королев впервые четко определил особенности и возможные схемы пилотируемой ракеты, рассчитал ее весовые и летные характеристики.

«Различными изобретателями, — говорил Сергей Павлович, — было предложено в разное время множество всяческих ракетных аппаратов, которые, по мысли авторов, должны были внести переворот в технику. В большинстве своем эти схемы были очень слабо и в собственно ракетной своей части малограмотно разработаны. В последнее время многие предложения сводились к простой постановке ракетного двигателя (на твердом или на жидком топливе) на общеизвестные типы самолетов. Нет надобности много говорить о всей несостоятельности подобного механического перенесения ракетной техники в авиацию».

Тогда же С. П. Королев пояснил, что при всем сходстве ракетного и винтового летательных аппаратов есть различие в динамике их полета, траектории и весовых данных. Ракетоплан представлялся Королеву в виде свободнонесущего моноплана с центрально расположенным фюзеляжем и хвостовым оперением на нем. Ракетоплану присущи малый размах, малое удлинение, малая несущая поверхность. Фюзеляж будет иметь значительную длину, и в нем расположатся в основном двигатели и баки, питающие двигательные устройства. Возможно, что крыло также будет использовано для размещения различных агрегатов двигателя и приборов.

Сергей Павлович в своем выступлении точно указал те узловые пункты в создании пилотируемой ракеты, от которых зависит успех дела. Первый — создание мощного двигателя на жидком топливе. Именно от решения этой задачи, считал Королев, зависит «осуществление стратосферного полета человека на ракетном аппарате». Второй — создание герметической кабины больших габаритов, что представляет собой серьезную трудность. Третий — создание и эксплуатация «такого громадного высотного аппарата и необычайная трудность работы с громадными количествами жидких газов».

Сергей Павлович рассмотрел пути преодоления этих трудностей. И сделал он это на основе точного расчета, иллюстрируя свои выводы многочисленными графиками. Концентрированное выражение его мысль нашла в приведенных им данных простейшей крылатой ракеты для полета человека в стратосферу при условии ее минимального веса. Таким весом Сергей Павлович назвал 2 тонны. Пилоту в скафандре он отводил 5,5 процента всего веса аппарата, двигателю — 2,5, аккумулятору давления —10, бакам — 10, конструкции — 22 процента. Остальную половину веса составляло топливо. Сергей Павлович считал, что при тяге 2000 килограммов ракета такого веса смогла бы поднять человека на высоту 20 километров.

Полет ракет с более совершенным двигателем рисовался Королеву в таком виде: ракета разгоняется по земле отбрасываемыми пороховыми ускорителями до скорости 80 метров в секунду, взлетает и начинает набор высоты под углом 60 градусов на собственном двигателе. После выработки всего топлива ракета переводится в вертикальный полет по инерции и достигает высоты 32 000 метров. С этой высоты она пикирует на скорости 600–700 метров в секунду (т. е. на скорости вдвое выше звуковой). Время полета предполагалось 18 минут и дальность 220 километров.

«В итоге наших расчетов, — говорил Сергей Павлович, — мы получили очень скромные высоты, порядка 20 километров. Заглядывая несколько вперед, отказываясь от технически невыгодных конструкций, совершенствуя двигатель, мы видим возможность достижения высот порядка 30 километров. Даже и эти, сравнительно небольшие, высоты не даются легко».

Сергей Павлович объяснил далее, что при своих расчетах он исходил из предельных величин скорости взлета, посадки и т. д. «Реальная ракета, — говорил он, — может оказаться хуже, чем проект».

«Что же можно сделать еще? — задавал он себе вопрос и отвечал: — Надо искать новые схемы». Сергей Павлович предлагал попробовать комбинированные и составные ракеты. «Большая ракета, — пояснял он, — имеет на себе меньшую до высоты, скажем, 5000 метров. Далее эта ракета поднимает еще более меньшую на высоту 12 000 метров, и, наконец, эта третья ракета или четвертая по счету уже свободно летит на несколько десятков километров вверх».

Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской премии генерал- майор-инженер В. М. Мясищев.

Выдвинул он и другое предложение: «Возможно, будет выгодным подниматься вверх без крыльев, а для спуска и горизонтального полета выпускать из корпуса ракеты плоскости, которые развивали бы подъемную силу».

Дальше он вновь и вновь повторяет: «Самое основное — это надо не только совершенствовать двигатель и его агрегаты, но и искать новые схемы и применять новые топлива».

Листая материалы конференции, на которой выступал Сергей Павлович, читая сборники статей по ракетам того времени, видишь, что не он один занимался проблемой ракетных аппаратов. В. И. Дудаков, например, анализировал взлет с ракетными ускорителями, В. П. Ветчинкин разбирал характеристики вертикального полета аппарата.

Но в выступлении Королева было свое, отличавшее его от других. Он остро чувствовал злобу дня, самое насущное в ракетных делах и умел доступно и ясно сказать об этом даже неспециалистам. В своих теоретических трудах он выступает не просто исследователем, а пропагандистом идей ракетного летания и организатором борьбы за их скорейшее осуществление.

И в докладе на конференции, и в статье в журнале «Техника Воздушного Флота» Сергей Павлович из своих расчетов сделал практический вывод: надо строить ракетоплан-лабораторию. При этом Сергей Павлович ссылался на опыт ГИРДа, занимавшегося установкой ракетного двигателя на аппарат для полетов экспериментального характера. Докладчик показал чертеж, на котором был изображен планер, построенный инженером Черановским для ГИРДа в 1932 году. «Планер был рассчитан, — пояснил Королев, — под опытный двигатель системы инженера Цандера. Несовершенство двигателя не позволило произвести его испытания в полете».

Далее Сергей Павлович объяснил: «Если не задаваться установлением каких-либо особых рекордов, то, несомненно, в настоящее время уже представляет смысл постройка аппарата-лаборатории, при посредстве которой можно было бы систематически производить изучение работы различных ракетных аппаратов в воздухе.

На нем можно было бы поставить первые опыты с воздушным реактивным двигателем и целую серию иных опытов, забуксируя предварительно аппарат на нужную высоту. Потолок такого аппарата может достигнуть 9— 10 километров.

Осуществление первого ракетоплана-лаборатории для постановки ряда научных исследований в настоящее время хотя и трудная, но возможная и необходимая задача, стоящая перед советскими ракетчиками уже в текущем году».

В заключение Сергей Павлович еще раз отметил огромное значение правильного подхода к проблеме ракетного полета:

«Крылатая ракета имеет большое значение для сверхвысотного полета человека и для исследования стратосферы.

Задача дальнейшего заключается в том, чтобы упорной повседневной работой, без излишней шумихи и рекламы, так часто присущих, к сожалению, еще и до сих пор многим работам в этой области, овладеть основами ракетной техники и занять первыми высоты страто- и ионосферы. Задачей всей общественности, задачей Авиавнито и Осоавиахима является всемерное содействие в этой области, а также правильная постановка тематики по ракетному делу низовым организациям общества и отдельным изобретателям и грамотная популяризация идеи ракетного полета».

К тому времени, когда Сергей Павлович работал над проектом крылатой ракеты, относится обращение к нему популяризатора ракетных идей писателя Я. И. Перельмана с просьбой рассказать о себе и товарищах по РНИИ. 18 апреля 1935 года Сергей Павлович так ответил на эту просьбу:

«Глубокоуважаемый Яков Исидорович!

Ваша просьба поставила меня в довольно затруднительное положение, так как что, собственно, можно сказать рядовому инженеру о своей личной работе? Характеризовать работу моих товарищей по институту (Глушко, Тихонравов и др.) мне тоже не хотелось бы. Могу только сказать, что оба они очень знающие люди, глубоко преданные ракетному делу и мечтающие о будущих высоких путях наших советских ракет. Я лично работаю главным образом над полетом человека, о чем 2 марта с. г. я делал доклад на I Всесоюзной конференции по применению ракетных аппаратов для исследования стратосферы в гор. Москве…

Полагаю, что для Вашей работы он представил бы известный интерес своим изложением и выводами, тем более что весь материал оглашался впервые. Конференция решила строить в текущем году крылатую ракету-лабораторию для полетов человека на небольших высотах (до 6–8 километров). Вот сейчас и работаю над этой темой.

Очень большое значение придаю воздушным реактивным двигателям, над которыми работает Юрий Александрович Победоносцев (у нас же в РНИИ)…

РНИИ занимается полным комплексом вопросов по созданию разных ракетных летательных аппаратов, по ряду частных прикладных случаев использования ракетных двигателей плюс многочисленные побочные и сопутствующие исследования. Работаем над созданием ракетных двигателей на разных топливах; над стратосферными ракетами и над крылатыми ракетами для полета человека…»

В заключении письма к Я. И. Перельману можно найти подтверждение тому, какие заботы взвалил на свои плечи уже в то время Сергей Павлович. «Простите, — пишет он, — что заболтался я на такие общепонятные темы. Всегда буду рад получить от Вас известие о Вашей работе и, хоть и загружен я выше человеческой меры, с удовольствием отвечу Вам.

Искренне уважающий Вас

С. Королев».

Сергей Павлович назвал в письме В. П. Глушко и М. К. Тихонравова, конечно, не случайно. О работах М. К. Тихонравова по ракетной технике уже говорилось выше. Валентин Петрович Глушко был известен как талантливый конструктор ракетных двигателей. Он был на два года моложе Королева, родился в Одессе. С 1921 года Глушко заинтересовался вопросами космонавтики и пятнадцати лет вступил в переписку с К. Э. Циолковским. В шестнадцать лет он опубликовал первые научно-популярные и научные работы по космонавтике. С 1925 по 1929 год учился в Ленинградском университете, потом начал работать в газодинамической лаборатории, создал первые в СССР жидкостные ракетные двигатели. Уже в те годы Глушко предпринял чрезвычайно смелый шаг — разработал первый в мире электротермический ракетный двигатель.

Иначе как подвижничеством нельзя назвать систематическую напряженную работу Глушко над совершенствованием жидкостных ракетных двигателей. К моменту создания РНИИ он уже построил и испытал целый ряд образцов двигателей, предложил и исследовал компоненты ракетного топлива. На его творческом счету были идеи профилированного сопла, теплоизоляции камеры сгорания двуокисью циркония, химического зажигания, агрегатов для подачи компонентов.

Профессор В. П. Ветчинкин — видный ученый, соратник Н. Е. Жуковского, — побывав в Ленинграде в 1932 году на испытаниях ракетного двигателя, писал: «В ГДЛ была проведена главная часть работы для осуществления ракеты — реактивный мотор на жидком топливе… С этой стороны достижения ГДЛ (главным образом инженера В. П. Глушко) следует признать блестящими».

Двигатель конструкции В. П. Глушко Королев успешно применил на крылатых ракетах.

Познакомившись с приведенными в письме высказываниями Королева в пользу немедленного и возможно более широкого развития крылатых ракет, читатель может подумать, что все его интересы в этот период жизни были ограничены именно этими ракетами. Но Сергей Павлович смотрел шире. В подтверждение этого можно сослаться на такой факт. В том же 1935 году в РНИИ обсуждалось предложение о временном прекращении работ по бескрылым баллистическим ракетам. Руководство института склонялось в пользу этого предложения. Однако против него категорически выступил Сергей Павлович. Он, как сказано в протоколе заседания, заявил:

«Необходимо в дальнейшем не прекращать исследования по бескрылым ракетам, так как нельзя отступать перед конструктивными неудачами — вся история мировой техники говорит обратное».

А ведь именно бескрылые ракеты стали ныне самым мощным средством штурма космоса.

За этот десяток лет, отданных ракетам, Сергей Павлович очень изменился. Исчезла юношеская округлость лица. Непрерывная работа мысли сделала взгляд по-прежнему живых и веселых глаз более строгим, сосредоточенным. Во всем облике заметны стали черты собранности, а порой и некоторой замкнутости.

Изменился и подход Сергея Павловича к делу. Решения встававших перед ним проблем он добивался обстоятельной отработкой вопросов. По-новому подошел Сергей Павлович, например, к проблеме надежности ракеты. Эта «надежность» не раз подставляла ножку на испытаниях. Теперь Сергей Павлович ввел систему предварительной стендовой отработки элементов конструкции.

Убедился он и в том, что конструктору новой техники надо идти рука об руку с учеными. Так, вопрос об устойчивости полета крылатой ракеты Королев вынес на обсуждение профессоров Московского университета. Теоретики помогли уточнить, как лучше обеспечить устойчивость ракеты, и это принесло большую пользу группе стабилизации и управления полетом.

С высоты достижений современной техники теперь видно: первые опыты С. П. Королева и его сотрудников с крылатыми ракетами в какой-то мере предвосхитили основные направления развития управляемых боевых ракет классов «земля — земля», «земля — воздух», «воздух — воздух» и «воздух — земля». Научно-исследовательские институты и заводы, готовившие автоматы и телемеханические устройства для ракет, не выполнили заказов группы Королева, и испытания с радио- и телеуправлением тогда полностью провести не удалось. Но идеи самонаведения, радиоуправления, применения гироскопических приборов оказались перспективными и дальновидными. Эти идеи успешно реализованы советскими конструкторами на базе появившейся позднее радиолокационной и другой радиоэлектронной техники. Главное же было доказано еще С. П. Королевым — возможность и целесообразность создания пороховых и жидкостных крылатых ракет для решения различных боевых задач.