ЦНИИмаш не только занимался идеологическими вопросами создания экспедиционного лунного комплекса, но и являлся прямым участником проекта в качестве смежника, осуществляя аэродинамические, прочностные, динамические, тепловые и другие научные экспериментально-теоретические исследования, разработку материалов и теплозащитных покрытий, а также средств измерений и датчиков, необходимых для полигонных и стендовых испытаний, в обеспечение проектирования такого комплекса, предоставляя также исходные данные для этого. О некоторых эпизодах, сохранившихся в моей памяти, а это чаще всего сложные или конфликтные моменты, которые не минуют директора и хорошо запоминаются, мне и хотелось бы рассказать. Все положительные результаты деятельности института, удовлетворяющие заказчика — ОКБ, обычно принимаются буднично, как само собой разумеющееся, без выражения бурной благодарности исполнителю или восторгов по поводу содеянного. Они скромно помещаются в копилку общих достижений главного конструктора.
Лунный комплекс Н1-Л3 создавался не как очередной рядовой объект аналог отработанных ракет-носителей, а как принципиально новая конструкция, колоссальный шаг вперед. Носитель Н-1 по своей стартовой массе был на порядок больше замечательного носителя “Восток”. Учитывая уникальность комплекса Н1-Л3 и сложность решаемой им задачи, при создании комплекса разработчики заложили предельно возможные удельные массовые и энергетические характеристики всех его элементов. Поэтому отработка аэродинамики, гиперзвукового нагрева, нагрузок, динамики, конструкционных материалов и технологии их применения, статической и тепловой прочности комплекса представляла собой чрезвычайно сложную техническую проблему для НИИ-88 (ЦНИИмаша). Перечисленные направления экспериментально-теоретических исследований, закрепленные за институтом постановлением правительства, охватывали практически все области, от которых зависела возможность создания комплекса Н1-Л3 носителя Н1 и лунного корабля Л3 — и совершенство его летно-технических характеристик.
Таким образом, на институт ложилась огромная ответственность за отработку комплекса. Что касается его прочности, то нужно было разработать теоретические методы расчета на прочность больших оболочечных конструкций, подкрепленных продольно-поперечным силовым набором, с очень малым отношением толщины к диаметру; установить допустимые, по возможности минимальные, коэффициенты запаса прочности всех элементов комплекса; выдать необходимые данные для определения допустимых нагрузок на конструкцию и провести подтверждающие ее прочность статические испытания натурных сборок. С указанной целью предстояло испытать 280 натурных объектов в более чем 600 случаях нагружения. При решении указанной проблемы специалисты с первых же шагов столкнулись с существенными трудностями. Для проведения впервые в нашей практике статических прочностных испытаний таких колоссальных по своим размерам натурных оболочек (диаметром 16 м и высотой 20 м) при требующихся усилиях сжатия, больших 10 000 тс, необходимо было создавать новую лабораторию: большой корпус с мощными силовыми полом и стенами, уникальную оснастку, автоматизированные системы силонагружения конструкции, обработки результатов измерений напряжений и контроля максимальных напряжений в наиболее ответственных местах объекта.
Такой контроль был особенно необходим, так как он предохранял испытываемую конструкцию от случайного разрушения в результате простых просчетов или технологических ошибок. В процессе поэтапного нагружения конструкции всегда имелась возможность прекратить ее испытания, если напряжения в какой-либо точке будут приближаться к разрушающим вопреки расчетным данным. Ведь испытываемая конструкция из-за своих размеров могла собираться только на прочностном стенде по заводской технологии. На это уходило 6 месяцев. На изготовление новой материальной части требовалось примерно такое же время. Два месяца приходились на прочностные испытания. Следовательно, любая неудача при статических прочностных испытаниях носителя Н1 отбрасывала отработку его конструкции на 12-14 месяцев, что при взятых темпах реализации лунной программы являлось катастрофой. Забегая вперед, отмечу, что принятая методика контроля полностью себя оправдала. Было множество таких аварийных ситуаций, которые привели бы к потере материальной части в результате ее разрушения, не будь такой системы. В основном эти ситуации порождались технологическими ошибками изготовления элементов конструкции и неправильной сборкой.
Со строительством новой экспериментальной базы статических испытаний не все шло гладко. Заместитель главного конструктора В.П. Мишин выступал против создания прочностной лаборатории в НИИ-88, ссылаясь на то, что статические испытания оболочек вообще не нужны, так как методы расчета их прочности обладают достаточно высокой точностью, а испытания оболочек-“свидетелей” не обеспечивают безопасности летных образцов. Василию Павловичу даже удалось убедить в этом С.П. Королева, который начал резко выступать против строительства в НИИ-88 лаборатории для отработки прочности комплекса Н1-Л3. Мнение такого авторитетного человека серьезно затормозило начало строительства корпуса статической прочности, поскольку Королев регулярно обращался к начальнику Госплана В.М. Рябикову, настаивая на запрещении строительства этого корпуса в институте, запланированного Госкомитетом оборонной техники. Василий Михайлович как-то позвонил мне и стал выяснять:
— Что у Вас там происходит? Сергей Павлович замучил меня звонками о запрещении строительства корпуса прочности. Каждую неделю звонит. Разберитесь.
Он хорошо знал характер наших отношений после обретения ОКБ-1 независимости от НИИ-88, знал и о столкновении наших интересов по вопросам строительства базы. В этом споре наш институт активно защищал заместитель главного конструктора ОКБ-1 С.О. Охапкин. Он не уставал разъяснять своему руководству, что статические испытания необходимы прежде всего ОКБ-1 и не столько для проверки результатов расчетов на прочность, сколько с целью контроля технологии изготовления и сборки носителя Н1. Как Сергей Осипович оказался прав в дальнейшем!
Для преодоления этого серьезного и не единственного препятствия в работе института над комплексом Н1-Л3 мне пришлось официально и категорично обратиться в госкомитет. Главный инженер 7-го главка мудрый Ефим Наумович Рабинович вызвал меня и Сергея Павловича Королева и прямо сказал:
— Вот что, Сергей Павлович! Если Вам не нужна прочностная лаборатория в НИИ-88 для отработки носителя Н1, пишите официальное письмо за своей подписью, что отказываетесь от помощи института. НИИ-88 по постановлению правительства отвечает за прочность этого носителя. Я на основании бездоказательных разговоров своим решением не могу исключить строительство указанного корпуса.
Такого письма не последовало, и дорога началу строительства была открыта. Но в результате было упущено время, и наш институт не был включен в правительственный график по изготовлению уникальной оснастки, чертежи на которую разработало институтское ОКБ во главе с главным конструктором Н.М. Виленкиным. Для производства силовой оснастки требовалось создание специальных больших строгальных станков. Не был открыт и заказ на приобретение другого дефицитного оборудования. Только инициатива и полезные связи моего первого заместителя Г.Н. Потапова позволили в частном порядке без графика, контролируемого ВПК, изготовить и закупить все необходимое.
Созданная в установленные сроки экспериментальная прочностная база была, действительно, уникальной. На силовом железобетонном полу в большом лабораторном зале были смонтированы два мощных стальных диска в виде планшайб диаметром 18,5 и 12 метров. На них могли собираться силовые корпусы первой и второй ступеней носителя Н1. Планшайбы обеспечивали приложение точечных нагрузок до 500 тс на погонный метр (вместо 50 тс, допускаемых обычными силовыми полами). Был создан ряд универсальных опорных колонн, рычагов, тяг, обеспечивающих любую комбинацию усилий, прилагаемых к испытываемому изделию. Силами института были изготовлены сотни силовозбудителей (гидроцилиндров), рассчитанных на номинальные усилия от 1 до 300 тс.
Автоматизированная система многоточечного нагружения объекта обеспечивала возможность приложения к нему сосредоточенных и распределенных нагрузок по 40 независимым каналам. На большом экране центрального пульта управления испытаниями высвечивались величины напряжений в наиболее ответственных точках испытываемого объекта, получаемые в темпе эксперимента в результате обработки на ЭВМ показаний тензометрических датчиков, что позволяло предотвращать незапланированное разрушение изделия. Необходимые многочисленные испытания были проведены в сжатые сроки, при этом ни одно изделие не было разрушено преждевременно.
Серьезных промахов проектантов в части достижения прочности носителя было обнаружено множество, и, чтобы устранить их, конструкция дорабатывалась. Когда на общей схеме носителя красным карандашом были показаны места его доработки по результатам статических испытаний, то перед нами предстала весьма пестрая и яркая картина, изумившая даже С. А. Афанасьева.
Вот некоторые наиболее характерные из проведенных мероприятий. Испытания подмоторной рамы второй ступени, проведенные в НИИ-88 перед ее огневыми испытаниями в Загорске, выявили ошибку в конструкции рамы — забыли замкнуть тонкостенный силовой контур: рама выдержала только 60% эксплуатационной нагрузки. Если бы прочностные испытания не были своевременно проведены, то запланированные огневые испытания второй ступени неминуемо завершились бы крупной аварией.
Характерный пример технологической ошибки — сварка шаровых баков из лепестков сплава АМгб. Сварка баков из-за их нетранспортабельности проводилась на полигоне Байконур по методу, предложенному институтом Б.Е. Патона. При контрольном заполнении водой самый большой шаровой бак лопнул и вырвавшиеся 1 500 тонн воды устроили настоящий водопад, от которого два человека попали в больницу с серьезными травмами. Оказалось, что сварка была выполнена без учета рекомендаций НИИ-88: проводить аргонно-дуговую сварку баллонов с защитой свариваемого шва от сквозняков. Украинские специалисты не имели опыта работы со сплавом АМгб и указанную защиту не предусмотрели. Они также не обеспечили точную стыковку лепестков, чем был сильно ослаблен сварной шов. Правда, здесь виноваты не теория и расчеты, а простые конструкторские и технологические ошибки, вплоть до использования болтов из нерасчетного (более слабого) материала. Поэтому на всех этапах разработки конструкции необходимо экспериментальное обоснование ее прочности. Вот вам и точные методы прочностных расчетов, на которые так эмоционально ссылался В.П. Мишин, бывший авиационный прочнист в КБ В.Ф. Болховитинова, в споре о строительстве экспериментальной базы.
Отголоски наметившегося противостояния института и ОКБ-1 по вопросу о необходимости создания в НИИ-88 корпуса статических испытаний звучали еще не раз, подогреваемые некоторыми помощниками С.П. Королева. Так, для складирования транспортабельных элементов конструкции носителя Н1, из которых на стапеле должны собираться испытываемые конструкции, нами было запланировано строительство небольшого цеха-склада общей стоимостью в 300 тыс. рублей. Как-то звонит Сергей Павлович и раздраженным голосом спрашивает:
— Почему Вы под предлогом обеспечения работ по носителю Н1 строите второй Куйбышевский завод?
Как можно спокойнее отвечаю, зная, кто и как подсказал Королеву такой вопрос:
— Это простой склад. Громоздкие элементы конструкции носителя нельзя хранить на открытом воздухе из-за режимных соображений и коррозии. Если мне будет предоставлена возможность их складирования в одном из ваших цехов (хотя бы в цехе №39), я прекращу строительство.
Уже совершенно другим тоном Сергей Павлович объясняет мне невозможность использования его площадей и тут же соглашается с нашим решением.
Другой случай. Опять звонок и вопрос Королева:
— Мы тут просто задыхаемся от работы, а мне рассказывают, что у Вас изготавливают довольно крупную модель лунного комплекса Н1-Л3. Вам что, делать больше нечего?
— Сергей Павлович, действительно мы создаем крупные конструктивно подобные модели носителя Вашего лунного комплекса в масштабах 1:5 и 1:10 с целью определения его динамических характеристик с учетом упругости и жидкого наполнения баков. Это мы выполняем по Вашему поручению и Вашему техническому заданию. Если миновала необходимость в таких исследованиях, напишите нам. Мы прекратим эти работы и отдадим Вам модели.
В ответ совершенно дружелюбно, как это мог делать только Королев:
— Как интересно! Неужели вам удается моделировать все толщины материалов и делать точные копии силовых узлов? Я обязательно приду и посмотрю эти работы.
Приехать ему не удалось. Видно кто-то неумышленно, а может быть, с определенным расчетом, подогревал очаги напряженности, оставшиеся после разделения наших организаций. Однако Сергей Павлович был слишком велик, чтобы всерьез попадаться в подобные ловушки. Со временем между прочнистами НИИ-88 и ОКБ-1 установились хорошие деловые отношения, которые позволяли решать в рабочем порядке все текущие и проблемные вопросы. Ведь у ОКБ-1 не было собственной экспериментальной прочностной базы. НИИ-88 помимо экспериментально-теоретических вопросов исследования статической прочности решал проблемы отработки вибро— и термопрочности, создавал новые методы расчетов ракетных конструкций, определял нагрузки, действующие на них в полете, устанавливал нормы прочности различных элементов таких конструкций. Все указанные материалы оформлялись как “Руководства для конструкторов” и “Справочные материалы”, в которых обобщался весь накопленный опыт работы. Ни одного случая отказа Н1 в полете по причине недостаточной прочности не было. В этом немалая заслуга наших специалистов.
Большой объем работ был выполнен в плане исследования аэрогазодинамики носителя Н1 и лунного комплекса Н1-Л3 в целом. В НИИ-88 было проведено более 3 500 аэродинамических продувок различных конструкций. Значительное количество продувок было выполнено также в аэродинамических трубах ЦАГИ и НИИТП с целью дублирования наиболее ответственных исходных данных или использования положительных индивидуальных особенностей аэродинамических установок указанных организаций. Основа аэродинамического обеспечения работ — методическое руководство — оставалась за НИИ-88. Это определялось головной ролью института и, следовательно, официальной ответственностью за их результаты, наличием хороших гиперзвуковых газодинамических установок и квалифицированных специалистов, сформировавшихся в ходе исследований по ракетной тематике.
Перед НИИ-88 встали серьезные задачи отработки аэродинамики кормовой части носителя Н1, обусловленные наличием развитой донной площади его первой ступени с большим количеством мощных двигателей, необходимостью отвода больших масс горячих газов при “горячем” разделении ступеней и обеспечения допустимых нагрузок на конструкцию. В первую очередь нужно было ответить на вопрос, какую выбрать кормовую часть первой ступени носителя: открытую или закрытую. Проведенные исследования позволили обосновать выбор закрытой кормовой части с размещением в ней большого количества двигателей. Большой объем исследований был выполнен по оптимизации кормовой части с точки зрения уменьшения суммарного донного сопротивления (А. Ф. Кулябин). Рассмотрены варианты различного расположения двигателей (лучевого и кольцевого) — с разрывами в периферийном размещении сопел, с различными экранами в кормовой части, с центральным телом и т.д. Были определены и величины донного давления ступеней, а также даны предложения по его повышению. В процессе исследований были выявлены принципиально важные особенности обтекания кормовой части носителя с многодвигательной установкой, в частности, наличие вихревого движения газа за дном в межсопловом кольце. По результатам предварительных исследований ожидались сложные газодинамические процессы в ходе функционирования многодвигательной установки и при взаимодействии ее со стартовым сооружением. Поэтому НИИ-88 обратился в 1962 году лично к С.П. Королеву с просьбой поддержать институт в создании к 1964 году специального стенда для исследований на крупных моделях газодинамических процессов, возникающих в кормовой части носителя Н1. Стоимость такого стенда оценивалась тогда в 500 тыс. рублей. Однако получили удивительный по своему содержанию ответ за подписью В.П. Мишина, в котором говорилось, что установку создавать нецелесообразно по следующим причинам: слишком дорого и не успеем к началу летных испытаний носителя Н1. В ОКБ-1 отработку аэродинамики носителя Н1 будут проводить во время его летно-конструкторских испытаний, поэтому просьба к НИИ-88 — подготовить методику определения аэродинамических характеристик изделия по результатам ЛКИ.
Я привожу содержание этого письма, чтобы показать, какие трудности оно породило впоследствии и в каких сложных условиях приходилось работать институту. Установку не создали, а ведь она успела бы дать ценные результаты еще задолго до начала ЛКИ. Зато сколько дополнительного времени пришлось затратить конструкторам на борьбу с дискретными колебаниями давлений в кормовой части носителя, на упрочнение донной защиты; сколько лишних вопросов пришлось решать специалистам института, определяя с использованием элементарных малых моделей амплитуды и частоты этих дискретных колебаний, их зависимость от относительного положения стартового сооружения и кормы носителя Н1, разрабатывая предложения по их ослаблению. А в результате — только резкие претензии к институту, строгий выговор моему заместителю по аэродинамике Ю. А. Демьянову и выговор мне за неэффективность наших стараний, “за слабое методическое руководство” смежниками (ЦАГИ, НИИТП, ЦКБЭМ), занимающимися газодинамическими исследованиями в обеспечение создания носителя Н1. Об этом случае я расскажу ниже.
Большую сложность представляло также изучение струйных течений в момент “горячего” разделения ступеней. В институте велись исследования газодинамики разделения ступеней всех разрабатываемых в отрасли ракет с применением холодных и горячих струй. При отработке газодинамики этого процесса был обнаружен и исследован ряд физических явлений, которые являлись источниками повышенных силовых, тепловых и нестационарных газодинамических нагрузок на элементы конструкции ракеты:
• образование низкоэнтропийных струек многосопловой двигательной установки, которые при натекании на отражатель создают локальные зоны давления, в несколько раз превышающего давление торможения газа за прямым скачком уплотнения (что может привести к прогару и разрушению отражателя);
• возникновение отрывов струи на внутренней поверхности сопла маршевой двигательной установки и рулевых двигателей, приводящее к появлению пульсаций давления и увеличению силовых и тепловых нагрузок на изделие, и другие явления.
Поэтому было изучено течение в межступенном отсеке при “горячем” разделении ступеней с одно-, четырех— и восьмисопловой двигательными установками, отрыв потока в соплах при взаимодействии струй с преградой (отражателем отбрасываемой ступени), влияние соединительных ферм ступеней на величину нагрузок на отражатель отбрасываемой ступени и распределение давления по донной и боковой поверхности активной ступени. Все это позволило выявить основные факторы, определяющие величины газодинамических нагрузок — возмущений, действующих на ступени ракет при разделении, определить оптимальные газодинамические параметры межступенных отсеков с одно— и многосопловой двигательными установками и широко использовать полученные результаты при разработке новых сложных изделий. Результаты летных испытаний подтвердили правильность принятых решений.
Относительно условий старта Н1 в ходе лабораторных экспериментальных исследований был выявлен нового вида автоколебательный процесс с кольцевой компоновкой струй, приводящий к мощным дискретным колебаниям в струе двигательной установки носителя Н1 (состоящей из 30 двигателей с тягой по 150 тс) при взаимодействии ее с тюбинговым кольцом стартового сооружения. Это стало серьезной проблемой для разработчика. Ему необходимо было точно знать амплитуду дискретных колебаний, их частоту и время действия. По данным НИИ-88, полученным с использованием малых моделей (масштаб 1:72 и 1:10), нагрузки от этих колебаний на днище первой ступени носителя, оказавшиеся более чем значительными, определялись недостаточно надежно. После многих экспериментов, сопоставления данных, их анализа и пересчета на натуру главному конструктору В.П. Мишину институтом ответственно были выданы такие серьезные цифры: амплитуда колебаний дискретной составляющей — 165 дБ (плюс — минус 2 дБ), частота -18 Гц, время их появления соответствует подъему носителя в диапазоне от 7,5 до 13.5 м над стартовым сооружением. При этом очень важно знать точно значение амплитуды колебаний. Если при 165 дБ переменные усилия, приходящиеся на донную защиту первой ступени от дискретных колебаний, достигали 72 тс, то лишние 3 дБ давали дополнительное увеличение переменной нагрузки на 33 тс.
Несовершенство средств, используемых в ходе экспериментов даже на одних и тех же установках НИИХМ и НИИТП, обуславливало большой разброс получаемых результатов. Поэтому весьма естественно, что выдача НИИ-88 исходных данных о дискретных колебаниях для расчета прочности днища носителя Н1 и его динамической прочности в целом служила предметом самой широкой научной дискуссии между нашим институтом — с одной стороны, и ЦКБЭМ и НИИТП — с другой.
За достоверность исходных данных отвечал только НИИ-88, поэтому мы были предельно ответственны. ЦКБЭМ хотелось бы иметь эти нагрузки меньшими, так как для выбранной конструкции они оказывались критическими. НИИТП, не отвечавший за нагрузки, выступал в защиту интересов разработчика, опираясь на свои результаты измерений, соответствующие меньшим значениям амплитуд. Конечно, наличие трех различных мнений способствовало выяснению истины и принятию правильного решения, но не могло не оставить след на характере взаимоотношений между партнерами.
С целью уменьшения и стабилизации дискретных колебаний струи двигателей носителя Н1 при взаимодействии со стартовым сооружением ЦНИИмаш предложил специальное устройство (решетку), устанавливаемое на его тюбинговое кольцо. Такая решетка перекрывала только пространство под шестью центральными двигателями. Испытания этой решетки, проведенные институтом на моделях, показали, что она немного уменьшает амплитуду дискретных колебаний в струе, но самое главное, снимает неопределенность максимального значения амплитуды дискретных колебаний и времени их появления в зависимости от степени загромождения тюбингового кольца стартового сооружения различной обвязкой, трубопроводами и другими элементами. ЦКБЭМ согласилось с установкой такой решетки.
Решетка была изготовлена КБОМ В.П. Бармина к третьему пуску носителя Н1. Первые два проходили без гасящей решетки. При первом пуске дискретные колебания проявлялись слабо, так как был разрыв в периметре сплошного кольца двигателей из-за выключения системой “Корд” двух двигателей, размещенных по диаметру кольца. В процессе второго из-за отключения уже двух пар двигателей, расположенных по диаметру, дискретные колебания струи не возникали совсем. Снижение их амплитуды при отключении пары двигателей было подтверждено результатами испытаний на моделях.
Успокоенное такими результатами, получив от НИИТП новые данные о максимальной величине амплитуды дискретных колебаний — не более 164 дБ, ЦКБЭМ вышло с предложением не ставить на третий пуск комплекса Н1-Л3 указанной решетки, чтобы не искушать судьбу. Я тогда был в больнице, а аэродинамики были вынуждены согласиться с предложением заказчика — ЦКБЭМ, не отдавая себе отчета в том, что это несколько ухудшает условия старта и ставит нас, как инициаторов установки решетки, в двусмысленное положение. Когда я через месяц возвратился из больницы и узнал о таком решении, то немедленно высказал своим аэродинамикам претензии и предсказал, какое продолжение истории последует из-за их соглашательской и беспринципной позиции.
Действительно, через некоторое время на коллегию был специально вынесен вопрос “о низком методическом руководстве ЦНИИмаша в исследовании аэродинамики носителя Н1”. В проекте решения коллегии освобождался от должности руководитель отделения аэродинамики Ю.А. Демьянов, а директору объявлялся выговор. Я был обижен и возмущен такой жесткой и несправедливой оценкой действий аэродинамиков института. ЦНИИмаш, не получив поддержки в создании необходимой экспериментальной установки для обстоятельного исследования пульсаций в кормовой части носителя и проявив творческую изворотливость, решил, тем не менее, проблему ослабления дискретных колебаний и, по моему мнению, квалифицированно и неплохо. Я понимал, что причина такого приговора — мое участие в “споре века”. Руководству надо было показать, что институт должен заниматься своими прямыми делами, а не растрачивать себя в оппозиционной борьбе с министерством.
Я решил не соглашаться с таким решением коллегии и выступить резко против него. Кроме этого, мое признание справедливости критики в той или иной степени отдавало бы Демьянова в качестве искупительной жертвы министерству. Подготовился, написал текст своего выступления, чтобы быть кратким и предельно четким. На коллегии заслушали выступление Юрия Андреевича. Он доложил о технической сущности и объеме работ, выполненных ЦНИИмашем при отработке аэродинамики носителя Н1. Были заданы вопросы, и Демьянова отпустили на место. Я начал свое выступление излишне резко. Сразу заявил о необъективности и неправильности проекта заключения коллегии. Кратко отметил, что все вопросы решаются правильно и на хорошем техническом уровне. Оптимальным образом распределены исследования аэродинамики РН Н1 между ЦНИИмашем, ЦАГИ и НИИТП. Обстоятельная методика таких исследований заблаговременно создана и утверждена руководителями ЦНИИмаша, ЦАГИ, ЦКБЭМ и НИИТП. В завершение предъявил министру документ (в виде отчета) по методике отработки аэродинамики носителя Н1, согласованный со всеми указанными организациями. При этом я эмоционально заявил:
— Кто в нашей стране может еще больше знать об аэродинамической отработке ракеты Н1, чем эти организации? — и положил методику на стол перед министром.
Он раздраженно отбросил документ на край стола. Я указал, что неправильно принято решение об отмене установки упомянутой решетки для уменьшения дискретных колебаний, и, тем более, ошибочно ставить в вину институту ее изготовление, которое, якобы, привело к напрасным затратам, как говорил В.П. Бармин, в сумме 800 тыс. рублей. Он, видимо, списал на эту решетку все непроизводительные затраты своей организации. Я заявил, что приведенная оценка затрат не выдерживает никакой критики. Решетка весит 25 т, изготовлена из обычной стали по простейшей технологии, красная цена которой 1 500 руб. за 1 т конструкции. Итого 37,5 тыс. руб. Упрекнул министерство за отсутствие помощи с его стороны в создании новых аэродинамических установок для продувки крупномасштабных моделей больших ракет-носителей, о чем институт напоминает уже более пяти лет; проекты строительства таких установок до сих пор пылятся на полках.
После моего выступления С.А. Афанасьев начал критиковать деятельность института в области аэродинамики, причем довольно предметно, остро и убедительно. С большим количеством претензий можно было бы согласиться, но общая оценка деятельности института была необоснованной и неправильной. Характер и тон моего выступления дали богатую пищу для критики со стороны членов коллегии. Все начинали со слов:
— Товарищ Мозжорин так и не понял…, — дальше шла интерпретация того, что именно не понял тов. Мозжорин в изложении отдельных людей. Даже заместитель начальника оборонного отдела ЦК КПСС И.Ф. Дмитриев, который меня всегда поддерживал, и тот сказал:
— Ты неправильно выступал. Критику надо всегда уважать и соглашаться с ней.
В заключение Афанасьев предложил коллегии объявить мне выговор. Стравив весь пар на критику в мой адрес, он подобрел и вместо освобождения от должности Демьянова, как было записано в проекте решения коллегии, предложил ограничиться “строгим выговором”, если тот даст слово выправить положение. Обращаясь к Юрию Андреевичу с выражением дарующего приговоренному помилование, Сергей Александрович спросил, очевидно, рассчитывая на проявление чрезвычайной радости:
— Товарищ Демьянов, как, Вы согласны с таким решением? Даете слово?
Юрий Андреевич встал, но не вымолвил ни слова. На второй, подобный же, вопрос министра он опять ничего не ответил. Обстановка становилась напряженной. Министр бросает спасательный конец провинившемуся, ожидая что тот судорожно и с радостью схватится за него, а он не предпринимает никаких усилий к спасению. Я готов был дать согласие за Демьянова, чтобы разрядить обстановку. Наконец, на третий раз Юрий Андреевич тихо произнес:
— Согласен. Даю слово.
Этим он, по-моему, даже обрадовал Афанасьева, разрядив не обычную в его практике обстановку. Позже я спросил Демьянова, почему он молчал, тянул время и чуть не довел меня до инфаркта. Юрий Андреевич ответил, что ему было очень неудобно, поскольку весь огонь критики министра был сосредоточен на директоре, а он, аэродинамик, оказался как бы в стороне.
— Ничего, мне не привыкать. Весь этот спектакль устроен только в мою честь, — успокоил я его.
В заключение разговора Демьянов сказал:
— Юрий Александрович, если у Вас появится какое-то недовольство моей работой, Вы только намекните: я сам уйду с занимаемой должности.
Мне было очень приятно слышать о хорошем отношении к себе и доверии со стороны моих ближайших помощников. Так закончилась история с решеткой, но с аэродинамическим обеспечением носителя Н1 пришлось пережить еще одну небольшую эпопею.
Третий и четвертый пуски лунного комплекса Н1-Л3 были в самом начале активного участка траектории штатными или, как говорят, нормальными. Работали все двигатели первой ступени, и разрывов в периметре огненного кольца не было. Дискретные колебания реализовались в полном объеме. Замеренные их амплитуды в обоих случаях были равны 165 дБ, т.е. точно соответствовали выданным ЦНИИмашем исходным данным.
Совпали также частоты дискретных колебаний и время их появления. Это было полное торжество наших аэродинамических данных. Однако носитель Н1 в ходе третьего пуска начал медленно вращаться вокруг продольной оси, и маломощные двигатели стабилизации носителя по крену не справились с появившимся возмущением. Когда угол поворота достиг 12°, сработала система защиты и выключила все двигатели: носитель упал и взорвался.
Хотя маломощность двигателей по каналу крена и раньше вызывала некоторое недоумение, но этому находили объяснение в осесимметричности носителя и отсутствии кажущихся его возмущений по крену. Последние за счет перекоса осей двигателей получались небольшими, так как были заданы жесткие допуски перекосов и складывались они как случайные величины — статистически. Но причины аварии начали искать, как всегда, в чужом огороде. Обратили внимание на небольшую аэродинамическую несимметричность по крену за счет выступающих около сопел двигателей патрубков сброса отработанного газа из турбонасосного агрегата двигателя. НИИТП выдвинул довольно логичную гипотезу, что причиной возмущения является аэродинамический момент, который появляется из-за несимметричного обтекания выступающих сопел двигателей эжектируемым в задонную часть носителя потоком воздуха. Своими экспресс-продувками модели сектора днища с одним двигателем специалисты НИИТП подтвердил свою гипотезу.
ЦНИИмаш сначала с доверием отнесся к такому объяснению, но провел свои экспериментальные исследования. У нас также появлялся аэродинамический момент, однако он был невелик и иногда имел противоположное направление. Даже с исключением патрубков при симметричном обтекании сопел двигателей эжектируемым потоком у нас реализовался аэродинамический момент разных знаков примерно с равной вероятностью. Я не буду описывать разных точек зрения на это явление, всех дополнительных исследований, проведенных в ЦНИИмаше и НИИТП. Нами выдвигалась гипотеза о том, что момент по крену является следствием малого одностороннего перекоса сопел двигателей в результате неблагоприятного сочетания допусков на перекос или из-за деформации опорного силового кольца.
Для исключения вращения носителя Н1 по крену приняли два решения: значительно увеличили тягу двигателей по крену, что позволило с лихвой компенсировать появившийся возмущающий момент, и “обрезали” патрубки, сделав их выход заподлицо с донной защитой. Казалось, вопрос полностью решен, но вскоре ко мне обратился С.О. Охапкин с просьбой помочь Куйбышевскому заводу, у которого никак не получалась мягкая (с определенной подвижностью) и герметичная заделка горячих патрубков в донной защите.
— Давай вернемся к старой схеме. Располагаемый момент по крену значительно больше возможного возмущения, да и наличие аэродинамического момента еще не совсем ясно, — предложил он.
Я очень уважал Сергея Осиповича, его знания, объективность, порядочность и легко пошел навстречу его просьбе, совершив ту же ошибку, за которую уже били институт в истории с решеткой. Этот случай позже стал опять поводом коллективного министерского разбирательства на многолюдном совещании коллегии. Меня критиковали все, в том числе специалисты ЦКБЭМ и НИИТП, как отступника от теории аэродинамического момента, появившегося при третьем пуске носителя. Ставили в упрек шаткость взглядов, но я был уверен, что аэродинамика тут не при чем. Позднее институт подтвердил свою правоту в оценке этой проблемы. Но на том совещании меня поразило и крайне удивило выступление директора Куйбышевского завода Линькова:
— Я не пойму товарища Мозжорина. То он говорит: отрежьте патрубки. Мы отрезали. То он предлагает: сделайте по-старому. Что я должен говорить своему рабочему классу по этому поводу!
Вот и оказывай помощь производству, подумал я. Все равно продадут в угоду сиюминутной конъюнктуре, подпевая начальству в надежде на то, что за отставание на производстве спрос будет помягче. В прожектор “народной” критики попал не только я, но и Сергей Осипович. Мишин прокурорским тоном на коллегии требовал от министра серьезно наказать Охапкина и Мозжорина за своевольное изменение принятого на НТС решения о срезе патрубков.
Я перенес это совещание легко: сам “дурак” — принял благотворительное решение. Сергей Осипович отнесся к критике трагично: хотел сделать как лучше, а получил незаслуженный нагоняй. Когда я вышел из зала коллегии, то увидел Охапкина, мрачно стоящего лицом к окну со слезами на глазах. Этот талантливый и бессловесный труженик не мог спокойно перенести подобной несправедливости. Примерно через неделю с ним случился микроинсульт, и вскоре он серьезно заболел.
При отработке возвращаемого аппарата нашим аэродинамикам пришлось создать специальную установку на базе существующей тепловой аэродинамической трубы, чтобы провести тепловые испытания основного теплозащитного экрана при двойном погружении аппарата в атмосферу. Предполагалось, что после первого погружения КА свойства тепловой защиты, сильно прогревшейся и частично оплавившейся при новом его выходе в космос, могут измениться за счет лучшего испарения связующего. На установке ЦНИИмаша создавался режим двойного аэродинамического нагрева материала, перемежаемый вакуумом. Испытания подтвердили работоспособность тепловой защиты.
Критика Афанасьевым нашего института в вопросах аэродинамики и мой протест имели все же положительные последствия. Был открыт зеленый свет началу строительства новой экспериментальной базы с уникальными аэродинамическими установками для исследований с использованием крупномасштабных моделей. Такие установки позволили в дальнейшем решить все задачи отработки аэродинамики и теплообмена многоразовой космической системы “Энергия” — “Буран”. Указанная экспериментальная база напоминает о былых возможностях нашего института, и в настоящее время она — предмет гордости и рекламы при посещении ЦНИИмаша иностранными специалистами из развитых стран.