Авиация и космонавтика 1994 01-02 - [29]
С исторической точки зрения интересно не только то, что успех был достигнут, но и то, как он был достигнут.
С учетом всех обстоятельств стало совершенно ясно, что без особых организационно-технических мероприятий с задачей не справиться. Главный конструктор прибег, пожалуй, к единственно правильному решению – организовал в ОКБ-1 специальный проектно-конструкторский отдел, привлек мощные научные силы страны и создал на экспериментальном заводе ОКБ-1 специализированное производство по изготовлению головных частей.
Для решения вопросов аэрогазодинамики, определения тепловых потоков, разработки теплозащитного покрытия постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР были привлечены кафедры МГУ, институты Академии наук СССР и промышленности. В их числе Научно-исследовательский институт тепловых процессов Минвооружения, Всесоюзный институт авиационных материалов Минавиапрома, Физико-технический институт АН СССР, Ленинградский институт огнеупоров, Ленинградский физико-технический институт АН СССР, Научно-исследовательский институт графита Минцветмета, Институт горючих ископаемых АН СССР, Институт порошковых материалов АН УССР, Научно-исследовательский институт пластмасс Минхимпрома, Московский химико-технологический институт имени Д. И. Менделеева.
При ОКБ-1 был создан совет, который систематически обсуждал и направлял поисковые исследования по всем аспектам проблемы. Руководили советом академик Г. Петров и член-корреспондент АН СССР К. Бушуев. В его работе участвовали доктор технических наук Ю. Дунаев, А. Обухов (ЛФТИ АН СССР), Н. Воронин (Институт огнеупоров), специалисты ОКБ-1.
Рис. 1
Аэродинамическая компоновка головной части ракеты Р-7 а) первоначальный вариант (1956г); б) принятая по результатам летной отработки и уточнения методик расчетов (1958г).
Проектно-конструкторский отдел ОКБ-1 по головным частям был отделом замкнутого цикла и имел в своем составе все подразделения для проведения расчетно-исследовательских и проектно-конструкторских работ и их осуществления. Расчеты показывали, что для тепловой защиты ГЧ потребуются специальные материалы и производство головных частей будет специфическим. Это обусловило создание на заводе цеха теплозащитных покрытий, оснащенного уникальным оборудованием: крупногабаритным автоклавом высокого давления, мощными прессами с подогревом, каландрами и др. Руководил им И. Поваров. Одновременно были организованы участки по изготовлению корпусов, сборке и заводским испытаниям головных частей. Первым начальником участка сборки ГЧ был В. Зудинов.
Какой должна быть аэродинамическая компоновка головной части, какие условия будут сопутствовать полету при столь больших скоростях прохождения атмосферы, как защитить ГЧ от аэродинамического нагрева – все это было тогда малоизвестным. Исключительно сложную задачу представляло определение температур на поверхности головной части, тепловых потоков к теплозащитному покрытию, характера и величины обгара (разрушения) теплозащитного покрытия. На основании аэродинамических расчетов и предварительной компоновочной проработки с учетом применения спецснаряжения решили ГЧ делать конической формы с углом полураствора 11° (рис. 1).
Достоверной методики расчета тепловых потоков к поверхности головной части и величины уноса теплозащитного покрытия не было, поэтому предприняли попытку оценить эти характеристики путем сопоставления условий входа метеоритов и головной части в плотные слои атмосферы. С этой целью Сергей Павлович привлек к работам академика В. Фесенкова. Результаты были малоутешительными. Получалось, что требуемая масса тепловой защиты слишком велика и неприемлема по чисто практическим соображениям. Для технически правильного решения оставался только один путь – разработка расчетных методик, пусть очень приближенных, и на их основе определение значений тепловых потоков и уноса массы теплозащитного покрытия. Это и было сделано под руководством аэрогазодинамиков – В. Рощина, А. Решетина, Б. Плотникова с использованием теоретических предпосылок и экспериментальных данных, полученных на образцах в плазменных высокотемпературных установках и моделях, подвергавшихся воздействию газов, истекающих из ЖРД.
Наиболее подходящим для наконечника и боковой поверхности ГЧ в то время был признан материал на основе кремнезема с органическим связующим – бакелитом. Отработка технологии нанесения покрытия на головную часть оказалась сложной и отняла много сил и времени. К началу летных испытаний ракеты Р-7 этот вопрос все еще оставался в критической стадии и им занимались все, включая высшее руководство. В частности, большое внимание ему уделял Д. Устинов, в то время министр вооружения.
Благодаря общим усилиям первую головную часть телеметрического варианта для летных испытаний «семерки» удалось изготовить почти в заданные сроки. Но на полигоне, во время подготовки ракеты к летным испытаниям, на покрытии боковой поверхности ГЧ стали появляться трещины. Прибегли к их заделке. Все это лишний раз убеждало, что принятое теплозащитное покрытие нетехнологично, неконструктивно и в целом неприемлемо.
