Уже совсем скоро, 12 апреля 2021 года Россия и весь мир отметят 60-летие одного из своих величайших достижений в истории — первого в мире полета человека в космос. В канун этой даты «Ридус» расскажет своим читателям об известных и не очень событиях, ставших одним из важнейших условий победы СССР на первом и самом важном этапе космической гонки.

В 1962 году в мини-ОКБ лаборатории № 24 Летно-исследовательского института основательно развернулись работы в целях создания систем приземления и аварийного спасения экипажа нового многоместного космического корабля. В то время еще «столбили» заявки «Востоки», чтобы пронести в групповом полете Павла Поповича и Андриана Николаева, удивить мир недельным путешествием по околоземным орбитам Валерия Быковского и первым стартом женщины-космонавта Валентины Терешковой. Но уже настойчиво стучалось в дверь новое: многоместный корабль «Восход», выход в открытый космос.

Спасти и приземлить

Ученые и инженеры принимали всевозможные меры для улучшения надежности систем ракеты-носителя и космического корабля. Но техника есть техника. Реальной оставалась вероятность аварийной ситуации, особенно на участке выведения на орбиту, когда работали ракетные двигатели. Поэтому столь пристальное внимание уделялось специальной системе аварийного спасения экипажа (САС) космического корабля. Выбор ее конструктивных основ во многом зависит от устройства и схемы работы системы приземления, ибо всякое аварийное спасение должно заканчиваться благополучной посадкой.

Создание таких систем для многоместного корабля ставило перед коллективом лаборатории множество новых проблем. Практически очевидно было то, что спасать экипаж нужно в спускаемом аппарате (СА). В нем он хорошо защищен от внешних воздействий: температуры, понижения давления, ударов. В СА размещается и штатная система приземления, которую целесообразно использовать для аварийной посадки. Однако в этом варианте вес системы спасения получался гораздо большим, чем при использовании индивидуальных катапультных кресел.

Но в ходе исследований родился оригинальный вариант САС, позволивший все же снизить вес системы. Он отличался от тех вариантов, которые уже применяли американцы на корабле «Меркурий» и планировали применить на корабле «Аполлон». Компоновка конструкции отделяемой при аварии части корабля в аэродинамическом отношении была такой, что в полете она не стремилась занять какое-то определенное положение в воздушном потоке, как например, волан для игры в бадминтон. То есть была статически нейтральной.

У американцев же компоновка отличалась статической устойчивостью, подобной волану. Для обеспечения такой устойчивости обычно требовалось применить специальные меры, например установить стабилизаторы или центровочные грузы, что увеличивало вес. Необходима была вполне определенная компоновка отделяемой части корабля, при которой спускаемый аппарат занимает самое верхнее положение, а также определенная — коническая — конфигурация СА, улучшающая устойчивость.

Поэтому применение устойчивой компоновки САС требует соблюдения ряда условий, выполнить которые не так уж просто. Исследования показали, что для нейтральной компоновки такого рода условий меньше. Возможность же управлять конструкцией в полете позволяет уплотнить последовательность операций при спасении, уменьшить время и потребную высоту для ввода парашютной системы приземления при аварии на старте, а значит, уменьшить вес порохового заряда двигателей аварийного спасения. Однако при применении нейтральной компоновки необходимо было решить задачи управления поворотом отделяемой части корабля в положение, выгодное для быстрого ввода парашютной системы и стабилизации в этом положении.

Для управления поворотом САС предполагалось использовать эксцентричное направление тяги двигателей аварийного отделения, а для последующей стабилизации — специальный парашют. С учетом его характеристик разрабатывалась методика расчета момента ввода его в действие. По завершении теоретических исследований решено было провести эксперименты с двумя схемами САС на полноразмерных действующих макетах, проектирование и изготовление которых началось в ЛИИ в 1962 году. В то самое время в ОКБ С. П. Королева разрабатывался проект «Север».

Новый корабль «Север»

Компоновочный замысел корабля «Север» состоял в следующем. Корабль — вернее, обитаемая его часть — имел два отделения: спускаемый аппарат и бытовой отсек, подобный тому, что был на «Союзе». В космическом полете оба отсека соединяла труба-лаз. Она была, пожалуй, изюминкой проекта и убивала, как говорится, разом нескольких зайцев. Во-первых, с ее помощью надеялись ослабить воздействие длительного состояния невесомости на экипаж. Предполагалось, что корабль, похожий на большую гантель, будет вращаться, а при том в разнесенных трубой отсеках будет создаваться за счет центростремительной силы искусственная тяжесть. Длительной невесомости тогда побаивались. Во-вторых, труба могла использоваться в качестве шлюзовой камеры. Инженеры 24-й лаборатории ЛИИ рассматривали ее в качестве формы для размещения пороховых ракетных двигателей системы аварийного спасения.

Теперь следует сказать об особенностях СА корабля «Север». Он существенно отличался от шарообразного СА корабля «Восток». Передняя часть СА имела форму шарового сегмента. При полете в атмосфере сегмент позволял создавать боковую силу. Поворачивая корабль относительно продольной оси, можно было управлять траекторией спуска, корректируя место посадки. Таким образом, СА «Севера» уже представлял собой хоть и несовершенный в аэродинамическом отношении, но летающий аппарат. И, как всякий предмет такого рода, обладал аэродинамическим качеством.

Вот это свойство СА решено было проверить на полноразмерном макете и главное — постичь особенности движения СА перед вводом парашютной системы. В конце лета 1962 года был изготовлен первый такой макет.

Очередной «сюрприз»

А заказчик приготовил ЛИИ очередной «сюрприз». Проект «Север» закрывался. Никого в институте не посвятили, по каким причинам. Но догадываться не запретишь. Люди понимали: главное соображение состоит в том, что на полном ходу их опять втянули в очередной виток соревнования за очередной «заявочный столб». Так оно и случилось. В тот момент С. П. Королев намеревался осуществить полет наших космонавтов с высадкой на Луне. Американский основной многоместный корабль «Аполлон» создавался в первую очередь для этой заманчивой цели. Естественно, он годился и для орбитальных полетов. Проект же «Север» не предусматривал полета к Луне.

Мастер экспромта

И тут Сергей Павлович вновь показал себя великим мастером экспромта. У него родился очень оригинальный, единственно возможный и весьма остроумный по тому времени проект «Союз», решавший задачу высадки людей на Луне. Проект С. П. Королева и его ОКБ позволял продолжать соревнование в космосе и еще раз подтвердил жизненность русской народной поговорки «голь на выдумки хитра».

Для полета на Луну необходимо было вывести на околоземную орбиту лунную ракетную систему с кораблем общей массой 60−80 тонн.

В американском проекте «Аполлон» лунная система сразу же выводилась на стартовую земную орбиту. Система в данном положении представляла собой третью ступень общего ракетного комплекса «Сатурн-V», которая создавалась заново специально для проекта «Аполлон».

Наши умельцы решили задачу оригинально, наметив собрать лунную ракетную систему на околоземной орбите, последовательно выводя на нее лунный корабль, двигатели, баки, танкеры с топливом. Транспортными средствами для доставки на орбиту всего необходимого должны были стать отработанные, надежные ракеты 7К, имевшиеся в большом количестве. Они выводили на орбиты «Востоки». Для сборки нашей лунной системы понадобилось бы около десятка ракет. Для реализации проекта необходимо было создать надежную систему стыковки блоков, выводимых на орбиту. Как видим, отечественная космонавтика находилась у порога реализации принципиально нового замысла — проекта «Союз». Не вызывала особых затруднений и проблема большого и мощного жидкостного реактивного двигателя. Однако экспромт по разным причинам не удался.

От проекта остался только корабль «Союз», в котором воплотились лишь жалкие остатки великой идеи. Для исследований в лаборатории № 24 Летно-испытательного института такой поворот событий означал, что они теряют конкретику и теперь направлены на изучение и отработку общих принципов построения систем приземления и аварийного спасения экипажей многоместных космических кораблей. Геометрические конфигурации и размеры СА «Север» и макета СА Летно-испытательного института незначительно отличались от СА «Союза». Поэтому в сентябре 1962 года в институте приступили к исследованию динамики движения СА путем семи сбросов макета на полигоне с транспортного самолета Ан-12.

Испытания закончились успешно полгода спустя. Теперь у всех утвердилась уверенность в работе парашютной системы приземления. Началась непосредственная подготовка к исследованиям макетных систем аварийного спасения. На аэродроме ЛИИ подготовили специальную стартовую площадку. Первый спуск выполнялся по схеме статически устойчивой САС. Статическая устойчивость обеспечивалась решетчатыми стабилизаторами. Достоинство их было в том, что они давали большую стабилизирующую поверхность и большое плечо относительного центра масс при очень компактной компоновке. Таким образом, они позволяли легко реализовать складывающийся вариант. Идея использования подобных стабилизаторов для САС принадлежала инженеру В. Козлову из мини-ОКБ лаборатории № 24. На вершине макета находилась упаковка стабилизирующего парашюта, предназначенного для нейтральной схемы САС, а под ним упаковка парашюта спасения трубы-лаза. Два твердотопливных ракетных двигателя аварийного отделения обеспечивали тягу в четыре тонны в течение полутора секунд. Масса макета составляла три тысячи килограмм. Исследования на макетах САС проводились во второй половине 1963 года.

Основная задача эксперимента была выполнена: получены все основные данные для оценки работы статически устойчивой САС. Испытания САС по нейтральной схеме также окончились благополучно. Оказалось, что последняя схема позволяет лучше, компактнее организовать работу системы аварийного спасения и уменьшить массу порохового заряда, а следовательно, и массу САС. Объем намеченных исследований завершился, и все инженеры лаборатории № 24 могли принять активное участие в реализации полученных знаний для создания САС корабля «Союз».

Однако в полной мере сделать намеченное не удалось. Уже начиная с «Востока», руководство Министерства авиационной промышленности и его глава П. Дементьев без особого энтузиазма следили за участием организаций своего ведомства в космических программах. Неудовольствие министра нарастало вместе с ростом объема работ, что влияло на настроение людей. В 1964 году из ЛИИ ушел главным конструктором на завод «Звезда» Гай Ильич Северин. А ОКБ С. П. Королева предъявило институту ультиматум: или будете заниматься созданием и испытанием САС «Союза» в полном объеме, или управимся сами. Руководство ЛИИ предпочло в таких условиях не нести знамя, а только держаться за древко. Знаменосца не оказалось. А жаль.

Благими намерениями вымощена дорога в ад

Что же происходило с системой приземления корабля «Союз»? Для ее осуществления ОКБ С. П. Королева приняло принципиально важное решение об использовании на корабле запасной парашютной системы. Намерение благое, но известно, куда ведет дорога, мощенная благими намерениями.

Поэтому неудивительно, что сразу же встали исключительно сложные проблемы взаимодействия основной и запасной парашютных систем. Однако как раз в их решении ЛИИ не принимал активного участия. Наверное, в результате этого на первом запущенном в 1967 году «Союзе» трагически гибнет один из первых космонавтов Владимир Комаров. Отказала основная система, и причем так, что запасная уже не могла помочь в сложившейся ситуации.

Полтора года ушло на решение возникших проблем, и следующий «Союз» с космонавтом Георгием Береговым стартовал лишь в 1968 году. В работах по совершенствованию эксплуатационной надежности и взаимодействия парашютных систем принимал участие и ЛИИ, однако и характер, и содержание работ изменились. Упал их творческий созидательный уровень.

Не стало мини-ОКБ 24-й лаборатории. Правда, ее коллектив еще привлекали к участию в проектах новых космических кораблей. Однако проекты не реализовывались. Как жаль, что тематика пилотируемой космонавтики не получила в то время в Летно-испытательном институте должного продолжения.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы и первыми узнавайте о главных новостях и важнейших событиях дня.