Янгель: Уроки и наследие - Лев Андреев

Однако через некоторое, достаточно продолжительное время два очередных пуска оказались аварийными. Причина — разрушение обтекателя (потеря устойчивости, на языке специалистов) под действием аэродинамического давления, возникающего при прохождении плотных слоев атмосферы.

Выяснение причин аварий дало неожиданные результаты. Оказалось, что аэродинамиками при определении действующего внешнего давления набегающего потока в полете не была учтена возможность отсоса воздуха из внутренней полости обтекателя. Вдобавок на Пермском механическом заводе, где серийно изготавливались носители, при изготовлении были нарушения технологии изготовления обтекателей, приведшие к ухудшению качества их поверхности и приклейки теплозащитного покрытия. В довершение исходный лист металла, из которого изготавливался обтекатель, поставлялся с большим отклонением по толщине. Все эти факторы и сказались решающим образом на несущей способности обтекателя. Так возникла необходимость упрочнения конструкции. А поскольку вопрос получил широкую огласку, то на сей раз были проведены широкомасштабные исследования в принципиально новой постановке, которые до этого не проводились вообще. При испытаниях на прочность в специальном приспособлении нагружение внешним давлением осуществлялось не водой, как это принято, а воздухом, что составляло большую проблему по технике безопасности: система с воздухом, особенно если речь идет об испытании до разрушения, — это своего рода бомба. Кроме того, по требованию Заказчика были проведены уникальные испытания в подмосковном НИИ: аэродинамическое давление на обтекатель создавалось за счет разгона обтекателя под действием реактивных двигателей на специальном разгонном треке.

В результате проведенных работ, для исключения всех возможных непредвиденных ситуаций, было принято решение вернуться к исходной толщине листа, из которого изготавливался обтекатель, то есть к той, которая была заложена в эскизном проекте. И этот этап проведенных работ, теперь уже по упрочнению конструкции, как и положено, тоже был отмечен премией.

После проведения дополнительных доработок носитель с упрочненным обтекателем был подготовлен к новому старту.

Однако история серии несостоявшихся запусков на этом не закончилась. Вся предстартовая подготовка ракеты с доработанным обтекателем прошла без замечаний, в нормальном режиме. После подачи команды на эвакуацию все транспортные средства с обслуживающим персоналом проследовали по бетонке на безопасное расстояние. Прорваны разделительные мембраны в двигатель первой ступени по линии окислителя и горючего. Сейчас по команде "Пуск" должна отойти кабель-мачта, и носитель окажется предоставленным самому себе. Но на сей раз команда на отделение кабель-мачты прошла, а она не сдвинулась с места, и старт не состоялся.

Разгадка наступила быстро, и причина оказалась до обидного простой. Не сработал шариковый замок, с помощью которого осуществлялась связь кабель-мачты с корпусом ракеты. Тот самый, от которого отказались еще в 1957 году после первых пусков ракеты Р-12. И когда раскрыли замок, то убедились, что как и тогда, в ставших уже прошедшим этапом в ракетостроении годах, произошло вдавливание шариков в корпус замка и последовавшее заклинивание последнего.

Однако о работах по выяснению причин имевших место ненормальных отделений головной части ракеты Р-12 эксплуатационщики, естественно, не знали. Поэтому шариковый замок на кабель-мачте остался. Правда, в процессе пусков он и не вызывал нареканий. Конструкция его предварительным силовым нагрузкам до срабатывания не подвергалась, и он работал исправно.

И вот через восемь лет (в 1965 году) шариковый замок напомнил о себе вновь.

В новой конструкции шариковый замок использовали как механизм расстыковки разъема устанавливаемой на кабель-мачте четырехштуцерной колодки, служившей для подачи сжатых газов (азота и гелия) в систему управления клапанами и для наддува топливных баков второй ступени ракеты-носителя. Колодка устанавливалась на хвостовом отсеке второй ступени и отстыковывалась при прохождении команды "Пуск" после прорыва мембран в двигателе первой ступени носителя. При этом все дальнейшие команды после нажатия кнопки "Пуск" проходили автоматически.

На сей раз четырехштуцерная колодка не отстыковывалась, и в результате прошла команда "Отбой". Пуск не состоялся. А это значит — впереди сложнейшая операция слива компонентов топлива, снятия ракеты с пускового стола и отправка ее на завод для переборки.

В чем же была причина в этом случае? Ведь разъем не являлся силовым элементом, а потому механическим усилиям в процессе эксплуатации, как это было на ракете Р-12, когда с его помощью головная часть пристыковывалась к корпусу ракеты, не подвергался. Проследив весь цикл операций от начала стыковки разъема, довольно быстро нашли причину несрабатывания. Выяснили, что по технологическому процессу затяжку шарикового замка при стыковке необходимо было проводить специальным моментным ключом, ограничивающим усилие, приходящееся на болт. Рабочий же, производивший сборку, не стал утруждать себя использованием специального инструмента и вместо моментного воспользовался обычным рожковым ключом, приложив к замку "от души" свою богатырскую силу. В результате замок был сильно перетянут, произошло заедание шариков, а подаваемого давления в пятьдесят атмосфер на шток замка для его раскрытия оказалось недостаточно.

Шариковый замок после этого случая в конструкции остался, но отныне его затяжка при сборке была под особым контролем. А на следующей, после несостоявшегося пуска, ракете для страховки (обеспечения гарантированной надежности) прикрепили к штоку замка веревку, за которую должен был дернуть специально приставленный для этого инженер, если опять не сработает шариковый замок. Но на сей раз все обошлось.

Из истории ракетной техники известно, что замки аналогичной конструкции применялись на спускаемых космических аппаратах. По другой причине и при других обстоятельствах проявилась ненадежность их в сложных условиях вхождения спускаемого аппарата в плотные слои атмосферы. Но в этом случае происшедшее преждевременное срабатывание стоило жизни трем космонавтам.

Заканчивая историю отработки обтекателя ракеты-носителя 63С1, остается обсудить лишь один вопрос: можно ли все описанные пуски отнести за счет надежности (вернее ненадежности) носителя? Рассмотренные отказы были обусловлены не недостатками конструкций, а в одном случае несрабатыванием бортовой системы, осуществлявшей контроль за наполнением бака, а в другом — ошибкой аэродинамиков (и это была главная причина) при определении внешнего избыточного давления на обтекатель в полете, вдобавок совпавшей с нарушением технологического процесса, связанного с изготовлением на заводе, и, наконец, несоблюдением предписанной операции при предстартовой подготовке, приведшей к перетяжке замка.