Ракетоплан 1930-х: первой советской крылатой ракете - 90 лет
Сегодня исполняется 90 лет со дня полета первой советской крылатой ракеты 06/1, спроектированной под руководством Сергея Королёва. Фантастические идеи полетов в космос широко обсуждались во всем мире уже во второй половине 1920-х. В Европе начался ракетный бум – любители ставили твердотопливные ракетные двигатели на автомобили, дрезины, мотоциклы, сани, планеры и самолеты. На «ракетных» велосипедах устраивали гонки. Специалисты видели в этих опытах возможность изучить особенности реактивного движения, на что и сместился к началу 1930-х акцент опытов.
Ракета с крыльями или самолет с ракетным двигателем
Пионеры космонавтики Константин Циолковский и Фридрих Цандер считали, что ракеты, предназначенные для полетов в космос, нужно оснащать крыльями: это позволяло разгоняться в атмосфере по наклонной траектории, используя аэродинамическую подъемную силу и не тратя при этом лишнего топлива на достижение больших высот и скоростей.
К началу 1930-х классические самолеты, оснащенные винтомоторными движителями, подошли к порогу своих возможностей. Самые быстрые серийные истребители кратковременно разгонялись до скорости 500 км/час, а рекордные гоночные самолеты могли выжимать до 650-700 км/час. Некоторые авиаконструкторы полагали, что заменив поршневой двигатель с винтом на ракетный, можно значительно увеличить скорость и высоту полета.
Первой советской научно-исследовательской и опытно-конструкторской организацией, специализирующейся на ракетостроении, стала Газодинамическая лаборатория (ГДЛ) при главном артиллерийском управлении Рабоче-крестьянской красной армии (РККА), созданная в 1921 году в Москве и с 1927 года работавшая в Ленинграде. Здесь проектировались реактивные снаряды (так в то время назывались неуправляемые твердотопливные ракеты), а также разрабатывались пороховые ускорители для взлёта самолётов.
Важное место в работе ГДЛ занимало деятельность подразделения электрических (ЭРД) и жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) , которое возглавил Валентин Глушко – будущий основоположник отечественного ракетного двигателестроения.
Второй организацией стала Группа изучения реактивного движения (ГИРД), созданная в 1931 году при Обществе содействия обороне, авиации и химическому строительству (ОСОАВИАХИМ), объединившая на общественных началах энтузиастов ракетостроения. Молодые романтики, работавшие в ГИРД, шли по широкому спектру направлений, занимаясь созданием реактивных двигателей и летательных аппаратов. С августа 1932 года их работа финансировалась через Группу управления военных изобретений – ведомство маршала Михаила Тухачевского, заместителя наркома по военным и морским делам и председателя Реввоенсовета СССР, начальника вооружений РККА.
Королев отстоял крылатые ракеты
Будущий основоположник практического ракетостроения – а тогда молодой авиаконструктор – Сергей Королёв рассматривал идеи создания рекордных летательных аппаратов путем установки ЖРД на планер. Он отвечал в ГИРДе за создание «Ракетоплана №1 имени XV годовщины Октября» (РП-1).
Непосредственно работы вели две бригады: одна доводила ракетный двигатель ОР-2 Фридриха Цандера, а другая готовила к переделке исходный планер БИЧ-11 Бориса Черановского. Этот летательный аппарат строился по схеме «бесхвостка» с треугольным в плане крылом большого удлинения, с раздельными рулями высоты и элеронами, занимавшими всю заднюю кромку крыла.
Двигатель оказался капризным, плохо работал даже на стенде, довести его не удалось. Руководство ГИРД решило закрыть тему ракетоплана и переключиться на беспилотные крылатые ракеты. Отметим, что эти работы шли по тактико-техническому заданию Главного управления ВВС и Управления связи РККА.
Первой крылатой ракетой стала «геометрически подобная модель» ракетоплана РП-1, сконструированная Евгением Щетинковым. Летательный аппарат массой 30 кг имел такое же треугольное – как у исходного БИЧ-11 – в плане крыло, выполнялся в двух модификациях – 06/1 и – 06/2 – и оснащался гибридным ракетным двигателем с тягой 50 кгс. Загущенный канифолью бензин (горючее) помещался в камеру сгорания, а жидкий кислород (окислитель) – в отдельный бак внутри фюзеляжа. К тому времени двигатель испытали как на стенде, так и при вертикальном пуске первой советской ракеты на жидком топливе ГИРД-09 разработки Михаила Тихонравова (первый пуск 17 августа 1933 года).
Крылатая ракета 06/1 взлетала по-самолетному, скользя по длинным горизонтальным направляющим. Предполагалось, что после отрыва аппарат станет подниматься в воздух под углом 60° к горизонту и после окончания работы двигателя перейдет в планирование, для чего имелся примитивный механизм, который в заданный момент времени отклонял рули высоты.
К тому времени в руководстве страны возобладала мысль объединить в единый кулак разрозненные усилия организаций, занимающихся ракетами. Приказом Реввоенсовета СССР от 21 сентября 1933 года на базе ленинградской ГДЛ и московской ГИРД в системе Народного комиссариата по военным и морским делам (Наркомвоенмор) был создан Реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ). Его начальником назначили Ивана Клеймёнова, а заместителем начальника — Сергея Королёва.
Институт продолжил работы по крылатым ракетам, хотя центр внимания сместился на реактивные снаряды. Королёву пришлось приложить изрядные усилия, чтобы доказать востребованность его идей. В результате в тематике РНИИ остались крылатые изделия 212, 216, 301 (с жидкостными) и 217/1 и 217/2 (с пороховыми двигателями). Ракеты 212 и 216 относились к классу «земля – земля», 301 – к классу «воздух – воздух», а 217/1 и 217/2 – к классу «земля – воздух».
«Крылатые ракеты и применение их для полета человека»
В октябре 1933 года на станции Трикотажная под Москвой проверили автоматику: деревянные модели 06/1 без двигателей запускались в воздух с помощью амортизатора (гигантской рогатки). В январе 1934 года на артиллерийском полигоне в Нахабино начались летные испытания. При первой попытке пуска вскоре после начала разгона стартовая тележка соскочила с направляющих, ракета пролетела метров десять, упала в снег, начала раскручиваться и шипела, как змея. После осмотра выяснилось, что у ракеты прогорела камера сгорания.
Камеру облицевали керамикой и следующий пуск, проведенный 5 мая 1934 года, оказался более удачным: ракета пролетела с небольшим подъемом метров сто, но сорвалась в пике. Стало ясно, что устойчивость «шестерки» в полете только за счет балансировки (т.е. путем выбора расстояния между точкой приложения равнодействующей аэродинамических сил и центром масс) обеспечить не удается.
По одной из версий, виной неудачи стали производственные дефекты при изготовлении аэродинамических поверхностей, из-за чего 06/1 заваливалась на крыло при воздействии дестабилизирующего момента. По другой, которой придерживается автор этих строк, тяговооруженность данного аппарата при горизонтальном взлете была избыточной; подъемная сила сравнительно большого крыла вызывала опрокидывающий момент, который следовало компенсировать управляющей автоматикой.
После установления факта неустойчивости крылатой ракеты в РНИИ была организована группа Сергея Пивоварова для разработки гироскопических управляющих автоматов. Третий полет крылатой ракеты 06/1, выполненный 23 мая 1934 года, показал острую необходимость таких устройств: после нормального разгона «шестерка» поднялась на высоту пятиэтажного дома, потом вдруг клюнула носом и врезалась в землю. Тем не менее, это был первый полноценный полет, первой советской крылатой ракеты.
Работа над ракетой 06/1 носила методический характер и, несмотря на не самый удачный ход экспериментов, позволила с большей уверенностью взяться за создание конструкций, имеющих практическое назначение: других крылатых и баллистических ракетных летательных аппаратов. Поскольку летные испытания выявили неудовлетворительную устойчивость ракеты, на последующем варианте – 06/111 (позже получившей обозначение 216), кроме руля высоты поставили элероны и специально разработанный гироскопический автомат ГПС-2 на две степени свободы.
Директор РНИИ со скепсисом относился к направлению работ, проводимых его заместителем. Однако совещание с участием видных советских ученых в области баллистики и моторостроения Бориса Стечкина, Владимира Ветчинкина, Дмитрия Вентцеля, состоявшееся 15 января 1935 года, рекомендовало принять крылатые ракетные летательные аппараты за основу для полетов на дальность, в то время как баллистическим (бескрылым) отводилась роль исследовательских средств для вертикальных пусков. Тем не менее, Иван Клейменов прилагал все силы к созданию нового типа оружия – неуправляемых реактивных снарядов, которые впоследствии превратились в системы залпового огня «Катюша». Большую часть бюджета института он направлял на эти работы, поскольку считал, что РНИИ следовало заниматься не техникой ракетного полета вообще, а конкретно военной ракетной техникой – главным заказчиком была РККА.
Клейменов не принял предложение Королева по совершенствованию автоматического управления ракетами, и на совещании 17 января 1935 года указал на необходимость сократить работы по приборам автонаведения в связи с их дороговизной и недостатком средств. Королёв с этим мириться не мог, так как хотел быстрейшего развития своей тематики и пытался отстаивать это мнение, в результате чего был понижен в должности и уволен из армии...
Королев не отступал от своих идей, и на I Всесоюзной конференции по применению ракетных аппаратов для исследования стратосферы 2 марта 1935 года прочитал доклад «Крылатые ракеты и применение их для полета человека». План Королева, рассчитанный на годы вперед, предусматривал пошаговое развитие как пилотируемых (ракетопланы), так и беспилотных (крылатые и баллистические ракеты) управляемых летательных аппаратов для достижения экстремально больших скоростей и высот полета.
Разработка крылатой ракеты 06/1 и ее следующих версий показала, что для дальнейшего развития необходимы приборы для автоматического управления и автонаведения. Без них контролировать траекторию полета и задать точную дальность оказалось невозможно. Королев подчеркивал важность развития этого вида автоматики для отрасли, используя каждую возможность. Последующий ход событий показал его правоту, прежде всего в области создания крылатых и баллистических ракет дальнего действия, проложивших дорогу в космос.
