Лев Андреев - Янгель: Уроки и наследие

• Название: Янгель: Уроки и наследие
• Автор: Лев Андреев
• Издательство: Арт-Пресс
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 2001

ХХ век в истории земной цивилизации будет отмечен многими достижениями человеческого гения, и среди них заслуженное место займет ракетно-космическая техника.

Эта книга посвящается людям и их делу, которые придали этому времени его ракетный облик.

Эта книга о конструкторском бюро, в котором были созданы: рекордсмен ракетной техники — ракета Р-12 (30 лет на боевом дежурстве!), первая межконтинентальная ракета на высококипящих компонентах топлива, первые разделяющаяся и орбитальная головные части, военная ракета Р-36М2, более известная в НАТО как "Сатана", мобильный железнодорожный ракетный комплекс, ракеты-носители "Космос" и "Интеркосмос", а также "Зенит", ставший на грани веков сердцевиной международного проекта "Морской старт".

Эта книга об основателе и Главном конструкторе конструкторского бюро, которое сегодня носит его имя: ГКБ "Южное" им. М.К. Янгеля — одной из ярких в истории развития ракетной техники 50–60 гг. личности, ставшей ее признанным харизматическим лидером.

---

Однако внедрение решений, заложенных в проектируемых ракетах, стало возможно благодаря созданию способа получения шпангоутов сложного поперечного сечения методом прессования, явившимся также, в свою очередь, новым словом в технологии машиностроения. О том, какие трудности подстерегают технолога, от которого зависит судьба идеи, заложенной в новую конструкцию, свидетельствует история отработки одного из распорных шпангоутов баков.

Требование проектантов было категоричным: сложный профиль шпангоута должен получаться без механической обработки после прессования. Однако изготовить профиль в заданных допусках на Куйбышевском заводе не удавалось, вдобавок возникли трудности при гибке его и на заводе в Днепропетровске. Работали, учитывая важность задания, сутками. Выходившие из-под пресса профили замерялись микрометром, из них выбирались лучшие. Но получить шпангоуты в заданных допусках не удавалось. В конце концов куйбышевцы вынуждены были расписаться в собственной беспомощности и официально отказались продолжать работы. С ними оказались солидарны и днепропетровцы, принявшие аналогичное решение.

М.К. Янгель созвал специальное совещание. После того, как была зачитана телеграмма из Куйбышева, Главный обратился к присутствующим:

— Так что будем делать?

Технологи конструкторского бюро, курировавшие изготовление шпангоутов, сделали подробный доклад о сложившейся ситуации, продемонстрировали результаты замеров температур и скоростей прессования для 20 профилей. Из представленных материалов следовало, что требуемые размеры могут быть выдержаны при условии соблюдения заданных температур при малой скорости прессования. Михаил Кузьмич внимательно рассмотрел представленные результаты, характеризующие протекаемый процесс прессования.

— Да это целое исследование. Почему же не выдерживаются нужные режимы? — обратился он к присутствующим.

И тут ему рассказали, что на Куйбышевском металлургическом заводе, как и на других аналогичных предприятиях, выпускающих профильный прокат, не удалось избежать порочной проблемы планирования на тонны выпускаемой продукции, а не на погонные метры. А от этого зависит и зарплата. Трудности изготовления и качество выходящей продукции в расчет не берутся. Поэтому при прессовании сложных профилей рабочие остаются без заработка, а инженеры — без премии.

Главный прореагировал мгновенно и категорично:

— Пишите письмо Рябикову[13]. Все подробно опишите. Учтите: если даже один из десяти профилей окажется в нужных пределах, нам все равно это выгодно.

Приказы Главного, особенно в таких экстраординарных случаях выполнялись незамедлительно.

О том, какое внимание уделялось ракетной технике, свидетельствует тот факт, что письмо М.К. Янгеля обсуждалось не только на заводе, изготовлявшем профили, но и в Куйбышевском обкоме партии. В результате были уточнены параметры изготовляемых профилей, условия их оплаты. Вскоре днепропетровский завод стал получать нормальные профили и ему ничего не оставалось, как освоить их гибку, превращая в так нужные для ракеты шпангоуты.

Не менее сложным оказался вопрос, когда с целью облегчения конструкции распорного шпангоута приняли решение делать профиль пустотелым. Вначале договор на изготовление заключили с металлургическим заводом в городе Сетунь. Не возражали опробовать технологию их получения и на заводах в Ступино и Куйбышеве, но при этом они никаких обязательств на себя не брали. Причину такого отношения не скрывали.

Вам только пообещай — потом за горло возьмете.

Поскольку сроки отработки и изготовления профилей были жесткими, об этом доложили Главному:

— Давайте всем, кто берется. Главное — кто быстрее освоит, — резюмировал Михаил Кузьмич.

Заводы начали изготавливать оснастку для получения профилей. Лучше спорилось дело в Куйбышеве. Директор металлургического завода выразил желание лично переговорить по этому вопросу с М.К. Янгелем. Такая встреча двух руководителей была организована в Москве. Михаил Кузьмич умел зажечь, заинтересовать работой любого. Реакция после личного контакта последовала незамедлительно. Директор дал своим службам строжайшее указание: опробовать прессование пустотелого профиля в самое ближайшее время. Вскоре в Днепропетровск самолетом была доставлена первая партия профилей.

В результате возник новый вопрос, на сей раз у плановиков: а что делать с договорами, заключенными с другими заводами?

— Им нужно платить, они нам еще будут нужны. — Таково было указание Главного, когда к нему обратились за решением.

Большую роль в создании совершенных конструкций силовых отсеков ракет сыграло широкое внедрение химического фрезерования днищ и различного рода законцовок для передачи нагрузок от одного силового элемента на другой. Это позволило реализовывать в проектах решения, обеспечивавшие минимальный вес создаваемого узла с высокой удельной прочностью, характеризуемой массой, затрачиваемой для получения единицы несущей способности конструкции.

Одна из сложных проблем, которую пришлось решать при проектировании корпуса ракеты Р-12, была связана с созданием силовой схемы приборного отсека. Необходимость доступа к приборам в процессе наземной эксплуатации потребовала наличия четырех симметрично расположенных люков, занимавших более половины длины окружности обвода ракеты. По сути, силовая конструкция, воспринимавшая нагрузку от бака окислителя и передававшая ее на бак горючего, представляла собой четыре отдельные панели.

Высокую весовую отдачу при таком решении удалось достигнуть за счет развитой подкрепленной панели, закрытые профили которой получались штамповкой из листа и имели ту же толщину, что и обшивка. Размеры всех элементов поперечного сечения профиля и расстояние между стрингерами были одного порядка, что и привело к равнопрочности всего сечения панели. Обшивка соединялась со стрингерами с помощью заклепок и в процессе нагружения не теряла устойчивости. Найденное удачное решение в дальнейшем не получило развитие, поскольку с увеличением диаметра ракет удельный вес люков уменьшался. Это позволило применять прессованные стрингеры, изготавливаемые более индустриальными методами по сравнению со штамповкой из листа.

Для предохранения от внешних воздействий и придания обтекаемой аэродинамической формы двигатель и его системы защищаются специальным отсеком, за которым, как уже было сказано выше, вследствие его расположения в корпусе ракеты, прочно закрепилось название "хвостовой". Одновременно он выполняет и силовую функцию, передавая вес ракеты на пусковое устройство. Для этой цели на его нижнем торце устанавливаются четыре опорных кронштейна. Вертикализация ракеты осуществлялась с помощью ответных винтовых опор стартового стола. Опорные кронштейны ракеты Р-12, на которой управляющими органами являлись газовые рули, служили одновременно и для крепления последних, а также и рулевых машинок, приводивших в действие газовые рули. Конструктивно хвостовой отсек ракеты Р-12 представлял клепаную конструкцию, силовой набор которой изготавливался из сплава В-95, обшивки из Д-16Т и состоял из цилиндрической и конической частей.

Определенные трудности всегда связаны с креплением двигательной установки в корпусе ракеты. Обычно для этих целей служит стержневая конструкция — рама, играющая роль переходного отсека между корпусом и ракетой.

Впервые принятая на ракете Р-12 конструкция четырехкамерного двигателя позволила произвести его компоновку непосредственно на корпус, исключив традиционную раму. Передача четырех сосредоточенных сил от камер двигателя потребовала создания специального силового кольца — развитого шпангоута сборной конструкции, ставшего частью корпуса хвостовой части ракеты. Однако эта удачная силовая завязка в дальнейшем не применялась, так как конструкция двигателей не позволяла ее осуществить.

На ракетах Р-14 и Р-16 вновь вернулись к схеме крепления с помощью двигателя рамы, как это было принято в конструкциях С.П. Королева. Однако на ракете Р-16 в отличие от применявшейся схемы, когда рама по отношению к двигателю направлена вперед и работает на сжатие, была принята схема рамы, направленной назад. При такой компоновке стержни нагружались растягивающими усилиями. За счет этого удавалось существенно сократить длину корпуса хвостового отсека. А стержни, работающие на растяжение, позволяли более полно использовать прочностные характеристики материала, поскольку сжатые рамы теряют устойчивость вследствие малой жесткости на кручение при достаточно низком уровне напряжений.

На ракетах Р-12 и Р-14, как и на королевской Р-5, на хвостовом отсеке устанавливались четыре аэродинамических стабилизатора. В дальнейшем от них отказались. На этих же ракетах исполнительными органами системы управления служили газовые рули, находившиеся в струе газового потока двигателя. Они доставляли много хлопот в эксплуатации. Поэтому на ракете Р-16, как и на всех последующих, исполнительными органами системы управления стали качающиеся малогабаритные рулевые двигатели.