Аварийная комиссия
Аварийная комиссия
Вся история развития ракетной техники наглядно свидетельствует, что при летно-конструкторской отработке ракет аварии являются неизбежным спутником испытаний. Порой они случаются даже чересчур часто. И избежать их в таком большом и сложном деле, в отличие от авиации, почти никогда не удается. Так успешный старт межконтинентальной ракеты Р-7 С.П. Королева состоялся только с четвертой попытки. Причем третий неудачный пуск случился потому, что кто-то из пилюгинских специалистов перепутал полярность на одном из приборов системы управления, а лунную ракету Н-1 вообще не удалось научить летать. В янгелевском конструкторском бюро "урожайной" на аварии, побив все рекорды, оказалась ракета Р-36, когда на определенном этапе число неудачных пусков равнялось количеству удачных.
История произошедших аварий и катастроф содержит много поучительных примеров и достойна серьезного изучения.
Для выяснения причин несостоявшегося или аварийного пуска приказом Министра общего машиностроения и генерального Заказчика обычно назначалась высокая комиссия, в которую включались все заинтересованные стороны. В них всегда входили ведущие специалисты по направлениям конструкторских бюро и научно-исследовательских институтов, имевшие большой опыт работы и широкую эрудицию, известные ученые. Работа аварийной комиссии — это труд многих десятков и сотен людей на полигоне, в головном конструкторском бюро и смежных организациях, привлекаемых для выяснения причин несостоявшегося пуска.
На основании всестороннего изучения результатов телеметрических измерений, осмотра разрушившихся узлов — остатков "матчасти", анализа расчетно-теоретической и чертежно-технической документации, проведения дополнительных расчетов, а при необходимости и ознакомления с технологической документацией, сопровождавшей изготовление узлов конструкции, в цехах выдвигаются предположения, строятся возможные модели отказов. И всегда среди многих причин нужно было выявить ту единственную, которая инициировала аварию.
Не исключались и такие ситуации, когда еще нет материалов о телеметрических измерениях, могущих пролить свет на причину неудавшегося пуска, а уже требуется версия — то ли ракета сошла с курса, то ли двигатель взорвался.
На основании расшифрованной информации о протекании полета, менялись объем и направление проводимых исследований, в том числе и постановка крупномасштабных экспериментов в лабораторных условиях, которые носили зачастую уникальный характер.
Центральное действующее лицо в комиссии всегда Главный конструктор, как по формальным признакам — в большинстве случаев Председатель, так и фактически, как человек, на котором замыкаются все системы ракеты. Такое положение требует не только высокого профессионализма в своей области, но и достаточного уровня компетентности во всех смежных областях техники, позволяющих вести на равных обсуждение любого поднимаемого вопроса. В таких ситуациях отчетливо высвечиваются организаторские способности. Зачастую надо быть тонким психологом, хорошо знать и понимать тех, кто участвует в этом сложнейшем и ответственнейшем процессе.
В зависимости от предполагаемой причины аварии формируется и состав аварийной комиссии. Поэтому они всегда бывают разными. Неизменными остаются только сроки, отводимые для выяснения причины и принятия мер. Они всегда конкретны и предельно сжаты. На вопрос: Когда нужно? — следовал самый популярный ответ: Вчера! Поэтому-то аварийные комиссии работали что называется, без сна и отдыха, что всегда воспринималось как должное. И так было всегда, когда случались неприятности и когда было необходимо в самое кратчайшее время выяснить все основные и сопутствующие причины и выработать мероприятия, исключающие возможность повторного проявления дефекта.
Неизменно участвующие в аварийных комиссиях представители Научно-исследовательских институтов и Заказчика, особенно последние выступают в роли судей. По принципу, не мудрствуя лукаво, они обычно загоняли в тупик своими вопросами и требованиями. Последние сводились к стандартным постановкам: необходимо имитировать условия полета, в которых произошло отклонение от нормальной работы. При этом предложат столько вопросов, что впору подключать Академию наук: надо создать не только статические условия с учетом особенностей работы конструкции в полете, но и предусмотреть сопутствующие вибрации, тепловые потоки.
На проведение таких исследований никогда бы не пошли в обычных условиях при отработке конструкции в процессе создания ракеты в силу их дороговизны и трудности реализации. Не раз в подобных ситуациях, те, кому предстояло ответить на поставленные вопросы, вспоминали мудрое изречение: "Быть умным — это значит не задавать вопросов, на которые нет ответа". Но, деваться некуда. Аварийная ситуация заставляла по другому смотреть на укоренившиеся подходы к отработке конструкций. Все определялось ставкой, от которой зависела судьба ракеты.
При возникновении аварийной ситуации обстановка резко менялась, все причастные к происшедшему начинали работать в режиме "чрезвычайных происшествий". В этом случае понятие "Невозможно" теряло свой изначальный смысл. Вместо него звучало приказное — "Надо!"
Показательна в этом отношении история создания конструкции наконечника самой тяжелой головной части 8Ф675. В целях экономии веса при проектировании наконечника толщину несущей металлической оболочки выбирали из условия совместной работы с нанесенным на нее теплозащитным покрытием, что, естественно, приводило к некоторой экономии веса конструкции. При отработке прочности наконечника очень резко встал вопрос о газопроницаемости теплозащитного покрытия, воспринимавшего при движении в плотных слоях атмосферы на нисходящем участке свободного полета большое аэродинамическое давление в несколько десятков атмосфер на квадратный сантиметр и гигантские тепловые потоки с температурой на поверхности в тысячи градусов Цельсия. Будет ли газ проникать сквозь толщу теплозащиты и давить непосредственно на металлическую оболочку? Если да, то в этом случае остро вставал вопрос о прочности склеивания металла с покрытием.
На требование поставить датчик давления на корпус оболочки, для выяснения действительной картины в условиях полета, руководитель службы телеизмерений ответил решительным отказом. И только после буквально годичных требований и уговоров пошел, якобы, на уступки, предусмотрев датчик на 5 атмосфер. А необходимо было минимум в десять раз больше — 50–60 атмосфер. Отказ мотивировался отсутствием в стране такой измерительной аппаратуры. Когда же при летных испытаниях датчик с малым диапазоном измерений зашкалил и предположение о проникновении скоростного напора воздуха через толщу теплозащитного покрытия подтвердилось, претензии к службе телеметрии прозвучали уже резко в режиме приказа свыше. И руководитель долго упорствовавший и доказывавший нереальность требований сразу прозрел. Такой датчик в мгновение ока нашелся. Существовал он в стране! И более того, через месяц уже был установлен на очередной наконечник, изготовленный для летных испытаний. При последовавшем пуске полностью подтвердилось предположение — газ, как через песок, проходил через толщу теплозащитного покрытия и давил непосредственно на металлическую оболочку. Обнаруженное явление заставило пересмотреть методику постановки испытаний на прочность. Заказчик, поддержанный представителями Арзамаса 16 как заинтересованного смежника, помещавшего в головную часть свой заряд, потребовал проведения повторных испытаний, при которых давление создавалось бы не водой, как раньше, а воздухом, обладающим большей проницаемостью. Испытания газом всегда более опасны по сравнению с испытанием водой, так как будучи сжатым, он несет в себе огромную энергию. Поскольку нагружение производилось до разрушения, то испытательный стенд представлял уже практически взрывное устройство. В этом случае вся энергия сжатого воздуха, выходя наружу, увлекала за собой части наконечника. А это уже джин, выпущенный из бутылки. Поэтому пришлось сооружать специальную площадку — своего рода полигон, на котором и летали в результате испытаний вверх на десятки метров части наконечника.
В процессе проведения испытаний было установлено, что введенные для контроля качества приклея выборочные испытания от партии в несколько штук не гарантировали надежность сцепления металла с покрытием каждого конкретного наконечника. Более того, разброс несущей способности мог составлять десятки процентов, настолько была несовершенна технология склеивания.
Требования конструкторов улучшить качество изготовления наконечников ни к чему не привели. Заводчане отказались гарантировать качество соединения металла и покрытия, обеспечивающее их совместную работу при нагружении.
Трезво проанализировав и оценив создавшуюся ситуацию, не желая подставлять под удар завод, и тем самым обострять отношения с базовым производством, по сути не сумевшим наладить устойчивый технологический процесс, М.К. Янгель берет удар на себя и принимает соломоново решение: увеличить толщину металлической оболочки до размеров, обеспечивающих надежную работу ее при входе в плотные слои атмосферы без учета поддерживающего влияния теплозащитного покрытия. Это некоторое небольшое увеличение веса. Фактор всегда нежелательный, но в данном случае практически не отражавшийся на характеристиках головной части.
Непростая ситуация возникла после аварийных пусков при попытке выведения на орбиту спутников носителем 63С1. В процессе полета в плотных слоях атмосферы на активном участке произошло разрушение головного обтекателя. Заказчик потребовал ни много ни мало провести повторные испытания, а внешнее давление создавать не просто водой через резиновый мешок, а за счет скоростного аэродинамического напора, что практически равносильно заставить в наземных условиях "лететь" конструкцию. "Зажатым в угол" создателям головного обтекателя не оставалось другого выхода, как реализовать такие условия нагружения за счет разгона конструкции до нужных скоростей на специальном железнодорожном разгонном треке. Вследствие исключительной уникальности это был первый и последний эксперимент такого рода, который подтвердил не только работоспособность конструкции, но и правильность применявшихся методов расчета аэродинамики и прочности головного обтекателя.
При пуске пятой машины Р-36 в конце работы первой ступени следящая система, преобразующая сигналы от контрольно-измерительных датчиков гироскопических приборов в импульсы определенной величины, по каналам измерения скорости полета вышла "из синхронизма", выдала меньшие импульсы и, как следствие, получился "недобор" скорости. Это, естественно, привело к предельному форсированию двигателя, работавшему до полного выгорания топлива. Не прошли и последующие команды на разделение ступеней и запуск двигателя второй ступени. В результате ракета "приземлилась" в районе падения первых ступеней.
Анализ данных телеметрических измерений однозначно показал, что истоки аварии надо искать в следящей системе. Но где? Как и всегда, когда не удается однозначно установить причину, выдвинули несколько версий. Среди рассматривавшихся аварийной комиссией догадок, наиболее вероятной показалась возможность сильной перетяжки узла крепления датчика — подпятника, что, соответственно, приводило к увеличению трения на валу датчика. За счет этого при возрастании нагрузок в процессе полета первой ступени и могла следящая система выдавать на управляющие органы импульсы с отставанием. И тогда в результате возникал недобор скорости.
Высказанное предположение решили проверить на стенде. Подпятник специально "перетянули". И, действительно, версия подтвердилась. Примерно на той же секунде в следящей системе возникло рассогласование. Были сделаны соответствующие конструктивные доработки, а на следующей машине операцию затяжки подпятника взяли под особый контроль.
Не забыли и об "организационных" выводах. Незамедлительно последовал грозный приказ. Исполнителя — регулировщицу, производившую затяжку, как нарушившую технологический процесс сборки, уволили с работы. Однако, несмотря на все принятые меры, пуск опять оказался аварийным. Ситуация повторилась: отказ следящей системы вновь произошел практически на той же секунде.
Дело принимало нешуточный оборот: подряд две аварии, симптомы одни и те же, а причина неизвестна. Версия оказалась ошибочной, а принятые меры неэффективными. Самые тщательные всесторонние исследования, самые невероятные предположения не давали нужных объяснений. По-прежнему при испытаниях на стенде следящая система продолжала работать безукоризненно. И все же причину в конце концов нашли и нашли совершенно случайно.
Оказалось, что на определенном этапе отработки системы гиростабилизации ее разработчики для удобства работы развернули датчик и поставили его в другой плоскости. При этом, естественно, нужно было поменять фазы питания — произвести "фазировку", что и было сделано. Произведенная корректировка нашла отражение в присланной управленцами технической документации. На эту "мелочь" не обратили внимания. В результате, следящая система не справлялась с нагрузкой при возрастающей скорости вращения и увеличивающихся перегрузках в конце работы первой ступени ракеты.
На стендовых же испытаниях действительно все протекало нормально, сколько бы ни делалось попыток выяснить причину, так как схема была собрана правильно. И вывести систему "из синхронизма" без принудительного ужесточения условий ее работы было невозможно. Вот если бы на стенд подключили модернизированную бортовую систему, то сразу же почувствовали бы, "где собака зарыта". Разработчики системы управления должны были признать, что допустили досадную халатность при работе с документацией, а заодно и взять ответственность за два аварийных пуска ("положенные за бугор" ракеты).
В сложившейся ситуации достойно повел себя Главный конструктор системы управления В.Г. Сергеев. Он лично поехал домой к безвинно пострадавшей регулировщице, принес свои извинения за случившееся, сообщил, что приказ об увольнении отменен и она восстановлена на работе. Однако этот демарш не произвел на невинно пострадавшую женщину ожидавшегося впечатления. Нанесенная незаслуженная обида была столь велика, что регулировщица не пожелала вернуться обратно на предприятие.
Как уже отмечалось, летные испытания ракеты Р-36 сопровождались большим количеством аварийных пусков. При очередном неудачном пуске ракета упала в нескольких десятках километров от старта. Созданную в срочном порядке аварийную комиссию возглавил Главный конструктор комплекса. Комиссия довольно быстро установила, что выход из строя одного из рулевых двигателей первой ступени привел к потере управления и сходу ракеты с траектории на двадцатой секунде полета. Нашли среди "железа" и виновника аварии — двигатель. Оказалось, что у него разрушилась камера, "раскрывшись" так, как разрывается цилиндрическая водопроводная труба вдоль образующей, когда в ней замерзает вода. Это и привело к потере тяги рулевого двигателя, а, следовательно, и управления ракетой.
Мнения заинтересованных сторон на комиссии во время разбора причины аварии разделились — каждая из них, естественно, защищала честь своего мундира.
Создатели двигателя, представлявшие конструкторское бюро "Южное", изучив тщательно "матчасть", пришли к выводу, что в результате нарушения технологического процесса оказались забитыми продуктами сварки каналы, через которые проходила жидкость, охлаждавшая стенки двигателя.
С этим естественно, не хотели соглашаться изготовители виновника аварии — заводчане, и выдвинули в свою очередь версию о конструктивном несовершенстве двигателя. Их сторону приняли специалисты научно-исследовательских институтов, представленные в комиссии как нейтральная сторона. Они заявляли, что система охлаждения двигателя находится на нижнем пределе допустимого режима работы и любые незначительные отклонения при эксплуатации могут привести к перегреву корпуса и последующему его разрушению. Придя к такому выводу, они требовали приостановить летные испытания и провести необходимые, по их мнению, доработки конструкции.
Обстановка накалилась до предела, так как, параллельно с летно-конструкторскими испытаниями, несколько ракет уже были поставлены на боевое дежурство в шахты. Если признать, что причина аварий в конструктивном несовершенстве рулевого двигателя, то придется вынимать все ракеты из пусковых установок и производить их разбраковку, заменяя двигатели на новые.
Несмотря на реакцию большинства членов комиссии, позиция разработчиков двигателя выглядела достаточно продуманной и обоснованной. Отстаивая свою "технологическую" версию аварии, они одновременно предлагали и сравнительно простую процедуру разбраковки рулевых камер, если таковые могли оказаться, прямо непосредственно в шахте, не вынимая ракету и не снимая двигатель. Для этого к моменту заседания комиссии был уже разработан оригинальный "изотопный" метод контроля, заключавшийся в следующем: на державке в камеру вводится зонд, способный излучать изотопы (отсюда и название). Но предварительно снаружи двигатель оборачивается фотопленкой. Изотопы, просвечивая конструкцию, фиксируют на пленке фактическое состояние камеры. Для разбраковки проводящий ее специалист спускается на дно шахты, где было достаточно места для организации работ.
Однако, несмотря на убедительность доводов, сделанных по результатам изучения разрушившейся камеры и свидетельствовавших о наличии технологического дефекта, образовавшаяся коалиция представителей Днепропетровского машиностроительного завода, изготавливавшего двигатель, и Научно-исследовательских институтов продолжала настаивать на требовании снятия ракет с боевого дежурства и последующей замены рулевых камер.
По-человечески, особенно представителей НИИ, можно было понять. Слишком велика была мера ответственности. Кто мог дать гарантию о стопроцентной эффективности предложенного метода разбраковки? Если же пойти по пути снятия двигателей, то автоматически проверяется надежность их работы, а также можно будет и более тщательно проанализировать возможность степени влияния имеющегося технологического дефекта. Поэтому лучше переложить ответственность на чужие плечи и занять позицию стороннего наблюдателя. А материальные затраты и еще более важный, чисто военно-политический момент, — отсутствие ракет на боевом дежурстве — это не их забота. Пусть "болит" голова у других.
Итак, две диаметрально противоположные позиции. Первая диктуется стремлением заводчан выиграть время и тем самым смягчить удар, если причиной окажется все же технология. Потом уже будет легче выпутываться из создавшегося положения. Понятна и истинная мотивировка Научно-исследовательских институтов, которые невольно фактически также брали на себя ответственность за состояние ракет, находившихся на боевом дежурстве. Другая — принципиальная позиция отстаивания своего мнения, диктуемая высокими государственными интересами и уверенностью в правоте своей позиции. Правда, она сопряжена с огромным риском, меру которого трудно переоценить, если вдруг по каким-то неучтенным причинам двигатели все же не будут надежны в работе.
Между тем, большинство членов комиссии уже готово было подписать заключение с жестким выводом о необходимости переборки ракет. За которым следовали не только огромный объем работ, но и суровое наказание причастных к дефекту людей.
Для того, чтобы хоть как-то сбить накалившиеся страсти, был объявлен перерыв в работе комиссии. Воспользовавшись возникшей паузой, Михаил Кузьмич приглашает к себе в кабинет Главного конструктора рулевого двигателя И.И. Иванова, ответственного за разработку рулевой камеры А.В. Климова и, верный своей тактике, — представителя Министерства, курировавшего конструкторское бюро. Он неизменно и при всех обстоятельствах стремился проявлять такт по отношению к работникам вышестоящей инстанции, давая понять, что считается с их мнением. Это всегда помогало при решении возникавших вопросов в столице.
То, что произошло дальше, навсегда осталось в памяти инженера А.В. Климова. Как он сам по прошествии трех десятков лет выразился:
— Этот случай не вычеркнешь из жизни.
Когда все расселись по местам, М.К. Янгель сразу обратился к инженеру:
— Ну, ладно. То, что мне придется отвечать — это понятно. Я уже на своем веку пожил и бывал не в таких ситуациях. Ивану Ивановичу как главному конструктору двигателя тоже будет "уделено внимание", и ему также не впервой быть битым. Но мне жалко тебя. Ты молодой человек, жизнь впереди. А если, как главный разработчик проекта, ошибаешься, то ты знаешь, чем это грозит? Ты поплатишься! Последствия могут быть самыми плачевными, могут ведь и посадить.
— Понимаю.
— На комиссии ты мужественно отстаиваешь свою позицию. Я допускаю, что там можно доказывать и держать линию КБ. Однако у тебя самого-то есть ли хоть какие-то сомнения, ты полностью убежден? — вызывал специалиста на откровенность М.К. Янгель, пытаясь до конца прочувствовать обоснованность доводов инженера. И, как бы дав А.В. Климову еще один шанс, закончил:
— Ты ведешь нас по правильному или ошибочному пути?
— Михаил Кузьмич! Они хуже знают конструкцию. Я создавал и отрабатывал узел на всех этапах, поэтому полностью убежден в его работоспособности. Они перестраховщики, в чем меня нельзя переубедить. У меня перестраховка в другом смысле — в проведенных исследованиях, в которые верю. Эффективность предлагаемого метода контроля состояния двигателей проверили в процессе отработки его на заводе на нескольких рулевиках. У нас есть все материалы, подтверждающие правильность нашей позиции.
— Ну, если ты все понимаешь, убежден в своем предположении и настаиваешь на нем, то я тебе верю, и как председатель аварийной комиссии, становлюсь на твою, а не завода и Институтов, сторону и полностью поддерживаю при окончательном решении вопроса.
Когда совещание возобновилось, то первым на правах председателя взял слово М.К. Янгель. Выступление Михаила Кузьмича, являвшегося, по сути, верховным судьей в споре двух заинтересованных сторон, было сдержанным, убедительным и содержало конкретные предложения. Он сказал:
— Хотя Институты и Завод настаивают на своем, наши специалисты придерживаются другого мнения. Я разобрался во всем, и это дает основание поддержать предложение разработчиков рулевого двигателя. Устранение дефекта будем вести по технологии, разработанной нашими специалистами параллельно с продолжением летных испытаний. Такое заключение и предлагаю подписать.
Подготовленное затем решение аварийной комиссии было подписано всеми, кроме Московского института тепловых процессов. Они остались при своем мнении, записав, что причина до конца не выяснена. Вскоре летно-конструкторские испытания были продолжены. В процессе их проведения ни одного случая отказа рулевых камер не было.
Одновременно была проведена проверка и всех рулевых камер на ракетах, находившихся в шахтах на боевом дежурстве. Из шести ракет лишь на одной был обнаружен аналогичный дефект. Ракету извлекли из шахты, отвезли в монтажно-испытательный корпус и заменили двигатель. На снятой отбракованной камере провели огневые испытания на стенде, которые и подтвердили наличие аналогичных отступлений от технологии. Хотя, как выяснилось, на сей раз имевшийся дефект в полете мог бы и не подвести. Так вопрос о несовершенстве конструкции был снят с повестки дня. Финалом же этой истории для ее центральной действующей фигуры была правительственная награда — орден "Знак Почета".
Вот как сам А.В. Климов квалифицирует этот урок Главного:
— Для меня это было очень поучительное событие. Сколько такта, уважительности проявил Михаил Кузьмич в процессе работы комиссии. Он не стращал, не угрожал, не рычал, как некоторые, обещая скрутить в бараний рог. В отношениях не было и тени надрывности, а обстановка, не приведи господи, была тяжелейшая. Удивительно, но это был разговор равных коллег, в котором не было виновников и ответчиков. Более того, это была доверительная и предельно откровенная беседа.
Из этой истории мы, молодые, вышли победителями и поняли, что по решению принципиальных вопросов конструкции и методическим разработкам оказались на уровне, который был не под силу даже Институтам. Это было не только моральное удовлетворение, что ты уже достиг определенной степени совершенства знаний, но, и что самое главное, веры в свои силы. И все стало возможным благодаря отношению и поддержке М.К. Янгеля. Согласитесь: с таким Главным — каждый "пойдет в разведку…"
Даже в самых сложных производственных ситуациях остроумие не покидало тех, кто стоял у истоков ракетной техники. Это был своеобразный активный отдых, разрядка после напряженных дней и ночей для разносторонне развитой молодежи, пришедшей по призванию в ракетную технику, а по совместительству не забывавшую свои увлечения юности. И в рамках законности, не вызывая огонь на себя тех, кто отвечал за режим повальной секретности, инженеры находили достойный ответ любителям создания нереальных условий проведения экспериментов. Так родилась очень остроумная побасенка, созданная Виктором Назаренко и Эдуардом Свириденко, о деде, бабе и курочке рябе, умудрившейся снести яичко, не простое, а в виде целой ракеты. Яйцо же, возьми, да и разбейся. Вот тебе и аварийная ситуация. Но предоставим слово авторам:
..И, когда яйцо упало,
Вся земля вдруг задрожала,
А Заказчик тут как тут:
— Почему яйцу "капут"?
И, как часто, сгоряча,
Он пошел рубить с плеча:
— Бабу с дедом надо гнать,
А несушку наказать.
В искупление греха
Не пускать к ней петуха,
Оторвясь от важных дел,
Сам Министр наш прилетел.
Прилетел ему вослед.
Академик — яйцевед
И промолвил сей мужчина:
— В ускореньи вся причина.
Надо яйца, стало быть,
В центрифуге покрутить.
Бабка с дедкой пали ниц:
— Не крути милок яиц!
Ни в столице, ни в округе
Нет подобной центрифуги…
Дед еще успел сказать:
— Надо ж меру соблюдать:
Испытаньем без границ
Нас оставишь без яиц…
А в действительности было так. Комиссии работали, изучали результаты телеметрических измерений, проявляя максимум изобретательности, ставили эксперименты. В результате анализировались выдвинутые версии. Постепенно, приближаясь к истине, отбрасывались наиболее несостоятельные из них. И, в конце концов, находили причину. Так было всегда.