Текст книги "Валентин Глушко. Человек, проложивший дорогу в космос"

Первый в мире электротермический ракетный двигатель

А.Ф.Иоффе принял Н.Я.Ильина и В.П.Глушко в большом зале лаборатории «Миллион вольт», в центре которого на высоте 10 метров громоздился металлический шар генератора Ван де Грааффа. У А.Ф.Иоффе была репутация доброго и вместе с тем делового и энергичного человека. Он сразу прервал разговор с И.В.Курчатовым, и переключился на Н.Я.Ильина. В натуре Абрама Федоровича присутствовала некоторая светскость. Было видно, что этот замкнутый, аскетически скромный, неулыбчивый человек очень сильно следит за своей внешностью, красиво одевается, носит крахмальные воротнички, употребляет французские духи. Это нравилось далеко не всем, даже его сотрудникам. Сам же он терпеть не мог гениев, в которых не испытывал недостатка. В В.П.Глушко А.Ф.Иоффе сразу узнал своего вчерашнего студента, часто выступавшего у него на семинарах, вспомнил его настойчивость по созданию установки, воспроизводящей эксперимент Андерсона[42]42
  Установка Андерсона представляла собой высоковольтный импульсный контур, состоящий из источника переменного тока, выпрямителя, шарового дозатора энергии разряда конденсаторов через испытуемый материал. При падении на последний высоковольтной волны с крутым фронтом в несколько микросекунд токопроводящий испытуемый материал практически мгновенно испаряется, минуя жидкую фазу. Эти пары, температура которых достигала, по Андерсону, 313000 °C, распространяется в воздухе со скоростью около 3300 м/с, а при взрыве внутри насадки с открытыми торцами – 4500 м/с.


[Закрыть], по моделированию солнечной температуры, и отказ работать в его институте по предложенной им теме, связанной с полупроводниками. Возможности института были ограниченны, но сейчас он не смог отказать ведомству М.Н.Тухачевского.

Сущность работы В.П.Глушко заключалась в проведении ряда экспериментов с низкотемпературной плазмой, образующейся при мгновенном переходе токопроводящего вещества из твёрдого или жидкого состояния в газообразное без изменения химического состава. После осмотра оборудования, В.П.Глушко понял, что верхний предел источника тока, который он сможет использовать в своих экспериментах, находится на уровне 40 тысяч вольт. Только П.Л.Капица в Англии, работающий у Э.Резерфорда со сверхсильными электромагнитными полями располагал большими возможностями.

Внешний вид ЭРД.

«До миллиона вольт далековато, – думал Валентин, – но для начала и этого будет достаточно. Тем более, что предполагается дооборудование этой лаборатории».

Оговорив выделение времени для работы на высоковольном генераторе, подключение к теме специалистов ЛФТИ, предоставление помещения для подразделения В.П.Глушко и сроки совместных работ, стороны подписали договор об их проведении.

Молодой и решительный инженер с энтузиазмом взялся за исследование стоящих перед ним проблем. В основу работ был положен его проект электрического двигателя, разработанный в 1928–1929 гг. для космического корабля, использующего солнечную энергию. С первых шагов в ГДЛ В.П.Глушко поставил работу своего подразделения на строго научную основу. Каждому запланированному эксперименту в лаборатории «Миллион вольт» предшествовала теоретическая проработка, выбирался вариант решения, а затем следовала его экспериментальная проверка. Этому, в значительной мере, способствовала научная проработка темы в его курсовых и дипломной работах.

В короткие сроки по утверждённому плану были разработаны принципиальная схема двигателя: взрывная камера со сменными соплами, система подачи в камеру топлива – проводников электрического тока в твердом, жидком состоянии и ртути, которые взрывались электрическим разрядом большой мощности в камере с соплом. Для подачи рабочего тела в камеру сгорания ЭРД были разработаны специальные приспособления, названные карбюраторами: проволочный, жидкостный и ртутный.

В процессе работы создавались методики расчёта ЭРД, экспериментальная стендовая установка и методика проведения испытаний, изготовлены ЭРД, механизмы непрерывной подачи проводников в камеру ЭРД и аппаратура для проведения опытов и контроля параметров. Начались плановые, на научной основе, исследования разработанного двигателя.

К изолированным друг от друга форсунке и корпусу камеры подводились электрические импульсы большой мощности от энергоустановки, в состав которой входили высоковольтный трансформатор, четыре выпрямителя и масляные конденсаторы ёмкостью 4 мкф, заряжаемые до 40 кВ. Сначала отработали стенд, взрывали проводники в открытом пространстве, в камере без сопла и с соплом. Затем приступили к плановым исследованиям взрывов нитей из углерода, проволоки из алюминия, никеля, вольфрама, свинца и других металлов, ртути и электролитов при одиночных электровзрывах и в серии взрывов при непрерывной подаче рабочего тела. Были сделаны сотни фотоснимков электровзрывов различной мощности. По каждому испытанию и серии экспериментов выпускалось заключение.

В августе 1929 г., спустя три месяца после начала работы в ГДЛ, В.П.Глушко выпустил первый отчёт «Метод исследования реактивного действия». На фоне сравнительно низкого общего уровня отечественной науки в этой области его работу отличало глубокое проникновение в проблему и строгий научный подход, который с полным правом можно считать краеугольным камнем творческого базиса будущего учёного. Требовательный к себе, В.П.Глушко требует полной отдачи работе и от своих сотрудников. Он оказался талантливым организатором, сказывался опыт, полученный ещё в Одессе, во время руководства Кружком юных мироведов. Планы выполнялись беспрекословно. Жизнь в секторе била ключом. Часто будущий академик проводил коллективное обсуждение проблем, аналогичные семинарам А.Ф.Иоффе, участником которых ещё недавно был он сам. Обсуждались методы расчётов и результаты экспериментального подтверждения параметров перехода из твёрдого состояния тела в газообразное: количеством выделяемой теплоты, изменения объёма и т. п. На обсуждение он привлекает профильных специалистов физтеха. Дискуссии проходят в обстановке бурных споров, ставятся задачи опытной проверки выдвинутых гипотез. В работе он строг и требователен. Всё со скрупулезной точностью фиксируются документально.

В следующих семи отчётах: «Жидкостной карбюратор» (10 ноября 1929 г.); «Опыты по электровзрыву жидкостей» (15 января 1930 г.); «Проволочный карбюратор, работающий на металлических проволоках» (20 января 1930 г.); «Ртутный карбюратор (жидкостной карбюратор, работающий на ртути)» (20 января 1930 г.); «Заключение по проведённым лабораторным исследованиям электровзрывчатых веществ» (26 февраля 1930 г.); «Отчёт по теоретической и лабораторной проработке вопросов электровзрывания» (20 марта 1930 г.); «Регистратор с фотозаписью реактивного и активного действия струи и давления» (11 июня 1930 г.) он приводит результаты теоретической и лабораторной проработки электровзрывания токопроводящих жидкостей, ртути и твёрдых проводников, систем их подачи во взрывную камеру, регистрации фотозаписью реактивного и активного действия струи и давления в камере, приводится заключение по проведённым лабораторным исследованиям электровзрывчатых веществ. Он ввёл систему частых отчётов с обязательными анализом и выводами, так как считал, что это помогает эффективнее вести исследовательскую работу и ускоряет продвижение к созданию ЭРД.

Исследования Валентином Глушко и руководимого им коллектива впервые теоретически обосновали и экспериментально доказали принципиальную работоспособность электрического ракетного двигателя (ЭРД), подтвердили основополагающие идеи К.Э.Циолковского. Это был первый в мире электротермический ракетный двигатель.

Однако практическое применение ЭРД в космонавтике стало возможно лишь после выхода летательного аппарата в открытый космос. Своим рождением он на треть века опередил ход развития науки и техники. Впоследствии перед электроракетными двигателями различных типов открылась богатая перспектива дальнейшего развития. В настоящее время двигатели этого класса находят практическое применение в космических аппаратах для обеспечения их ориентации и коррекции траектории полёта. Впервые в мире Советским Союзом в реальных условиях полёта по космическим орбитам были применены ионные и плазменные ЭРД на корабле «Восход» и автоматической станции «Зонд-2» в 1964 г. В ряде стран разрабатываются образцы ЭРД, предназначенные для применения в качестве основных двигателей для дальних межпланетных полётов.

Высокая температура электровзрывов позволяла использовать их в прожекторах исключительно высокой светосилы, а механическое воздействие – в качестве мощного взрывчатого вещества (металл как взрывчатое вещество).

Первый жидкостной ракетный двигатель в СССР

Расчёты В.П.Глушко на быстрое развитие техники и появление в ближайшей перспективе жидкостных ракет необходимой грузоподъёмности, как и приемлемых источников электроэнергии большой мощности, оказались несостоятельными. Многообещающие проекты, показанные советскими и иностранными специалистами на Международной выставке 1927 г. в Москве, так и оставались в нашей стране и за рубежом на начальном уровне подготовки экспериментальных исследований. Всеобщий энтузиазм полётов на Луну и Марс, охвативший Страну Советов в 1920-х гг., столкнувшись с огромными техническими и финансовыми трудностями, постепенно угас. А с ним и «реальные возможности обеспечить электроэнергией питание ЭРД для вылета за атмосферу, при питании с земли и с борта»… «При всей своей перспективности, использование ЭРД по причине малой тяги, развиваемой этими двигателями, является лишь следующим этапом освоения космоса, а чтобы выйти в космос, необходимо преодолеть первый этап, указанный Циолковским». Поэтому одновременно с ЭРД, В.П.Глушко разрабатывает жидкостный ракетный двигатель – ЖРД и жидкостную ракету.

В обзоре зарубежной информации по ракетной технике В.П. Глушко показал, что к практической разработке и созданию жидкостных ракет за рубежом приступили раньше, чем в СССР, причём практически все эти работы субсидировались военными ведомствами и проводились в обстановке строгой секретности. По мнению В.П.Глушко, наиболее близко к решению проблемы создания ЭРД и ЖРД подошёл американский учёный Р.Годдард, начавший, как и В.П.Глушко, с юношеских лет поиск путей достижения внеземных миров. В 1920 г. в 2540-м выпуске сборника трудов Смитсоновского института была опубликована его работа «Метод достижения экстремальных высот», в которой он изложил своё обоснование многоступенчатой схемы ракеты на химической топливе, сжигаемом в камере сгорания со сверхзвуковым соплом. В 1921 г. Р.Годдард испытал ЖРД на кислородно-эфирном топливе, а в марте 1926 г. его ракета стартовым весом – 4,2 кг с ЖРД, работающим на сжиженных кислороде и газолине, поднявшись на 12,5 метров, пролетела 56 метров. Следует подчеркнуть, что об экспериментальных работах в области ЖРД, которые велись Р.Годдардом с соблюдением секретности, в СССР тогда мало было известно, поэтому В.П.Глушко, знакомый очевидно лишь с его теоретическими работами, о практических работах даже не упоминал.

В Германии наиболее близко к созданию ЖРД на жидком кислороде и керосине подошли М.Валье, Г.Оберт, В.Ридель и В. фон Браун. И.Винклер разрабатывал жидкостную ракету на кислороде и метане. Зарубежные работы по ракетной технике находились на стадии экспериментов. Не были разработаны теоретические основы проектирования ЖРД, не проведены исследования топлива. Работы проводились не системно, сопровождались взрывами, гибелью людей, и часто носили рекламный характер. За рубежом не был создан ни один надёжный достаточно мощный и пригодный для практического использования реактивный мотор. Информация была крайне скудна, по основным проблемам просто закрыта.

В нашей стране наибольших успехов достиг Ф.А.Цандер. К сожалению, его работы, опирающиеся на классическую теорию, не были подтверждены экспериментально, тогда как параметры ЖРД далеко выходили за границы, освоенные в тепловых машинах.

В 1930–1931 гг. в ГДЛ В.П.Глушко разработал и изготовил первые в СССР жидкостные ракетные двигатели: ОРМ (опытный ракетный мотор), ОРМ-1 и ОРМ-2. Их создание велось на основе теоретических разработок, начальных экспериментальных исследований и, в большой степени, интуиции и научного предвидения, так как всё делалось впервые, и практические работы по ЖРД только начались.

Известна история знакомства В.П.Глушко с командующим Ленинградским военным округом М.Н.Тухачевским, произошедшая в 1930 г., когда он, после доклада своего помощника Н.Я.Ильина приехал в ГДЛ, чтобы посмотреть на результаты работы В.П.Глушко по созданию первого в СССР ЖРД…

– А это, Михаил Николаевич, тот молодой конструктор, о котором я Вам неоднократно докладывал, – Ильин подошёл к Глушко.

– Здравствуйте, товарищ Глушко, – протянул руку. – Тухачевский.

– Здравствуйте, Михаил Николаевич, – сжимая в своей руке руку командующего ЛВО, – Валентин Глушко…

– Молодой, а талантливый, – не обратив внимания на неофициальное обращение Глушко, Тухачевский посмотрел на стоявшего рядом Лангемака. – А Вы, Георгий Эрихович, как можете охарактеризовать товарища Глушко?

– Товарищ командующий, – Лангемак немного улыбнулся, – за Валентином будущее советского ракетного мотора. Уверен, если мы сможем обеспечить его работу, то на его моторе мы улетим не только в любой конец солнечной системы, но и за её пределы.

– Николай Яковлевич мне рассказал о Вашей идее колонизации планет, – уже к Глушко. – Говорил, что у Вас есть книга.

– Есть, Михаил Николаевич, и… нет…не хотят издавать…

– Дайте мне почитать, пожалуйста.

– Хорошо, я передам её с Николаем Яковлевичем.

– А теперь покажите, пожалуйста, свой мотор.

– Пойдёмте тогда к нему, – волнуясь предложил он.

М.Н.Тухачевский, как командующий округом, занимал очень высокий пост и его личный интерес к работам инженера, говорил об интересе партии большевиков, страны, всего народа и налагал огромную ответственность на того, к кому этот интерес проявлялся.

Они перешли в другое помещение. В.П.Глушко подвёл к стенду с установленным на нём уже ОРМом и лежавшими рядом чертежами, специально приготовленными к приезду высокого гостя. Подробно и обстоятельно юный двигателист рассказал герою Гражданской войны о своей машине, параметрах, которые он в неё заложил и то, что какие именно этапы создания двигателя будут отрабатываться на этой, первой, модификации. В.П.Глушко прекрасно понимал, что этот двигатель не тот, который можно будет поставить на ракету или самолёт, что его мощности не хватит и на то, чтобы сдвинуть с места обыкновенную машину, но он понимает, что ему приходится первому идти по этому пути, потому что до него были только теоретические расчёты и общие предложения, высказанные К.Э.Циолковским. Он понимает, что будут крупные ошибки и промахи, взрывы и разрушения, но он не боится этого, т. к. прекрасно осознаёт всю важность этой работы и того доверия, которое ему оказало руководство РККА. И знает, что обязательно справится и даст нужный стране мотор.

М.Н.Тухачевскому понравилось, что В.П.Глушко решил идти поэтапно, отрабатывая каждую деталь, а не пытался решить все вопросы сразу, что в своих пояснениях он не обещал «золотых гор», а говорил разумные вещи, ставя приблизительные сроки. Хотя, откуда на новом пути можно понять: сколько на самом деле нужно времени и средств для решения никем не решавшихся ранее задач и проблем? Кто бы это знал…

Когда В.П.Глушко закончил, то М.Н.Тухачевский некоторое время молчал, обдумывая сказанное. В воздухе «повисла пауза». Удивлённый увиденному, командующий ЛВО радовался, не имея права показать окружающим всю степень этой радости.

Ситуацию выручил Н.Я.Ильин:

– Михаил Николаевич, товарищ Глушко немного поскромничал…

– И в чём же? – Тухачевский был удивлён ещё больше (в чём в подобном можно ещё поскромничать?) и одновременно был благодарен своему помощнику, прекратившему это молчание.

– Дело в том, что все детали ОРМа Валентин вытачивал сам, своими руками и чуть было не остался без пальцев из-за неисправности станка.

– Сам? – Тухачевский уже не мог скрыть удивления. Он уже подумал, что всё, больше ничего удивительного сегодня не будет, а тут такое. – А почему станок неисправен?

– Видимо, при передаче отдали бракованный, а я не успел проверить, – Ильин понимал, что виноват.

– Станок починить, а лучше, заменить на новый. А Вам, Валентин Петрович…

– ??? – Ильин удивлённым взглядом посмотрел на командующего округом.

– С этого момента только Валентин Петрович. Вам, мы положим персональный оклад в одну тысячу рублей. И если во время первого испытания этот двигатель и взорвётся, я всё равно уверен, что скоро всё будет работать, ведь вера и душевное тепло, которые конструктор заложил в своё детище, преодолеют любые преграды.

– Благодарю Вас, Михаил Николаевич, – Глушко покраснел.

– С этого дня я лично буду контролировать всю Вашу работу…

В своём подходе к созданию жидкостной ракеты и жидкостного ракетного двигателя В.П.Глушко исходил из решения комплексной научно-технической проблемы полёта человека в межпланетное пространство. Как учёный-физик, он понимал научную и техническую сложность стоящих перед ним задач, как и то, что без их решения и исследования происходящих в ЖРД явлений, невозможно достижение поставленной цели. Заглянув далеко вперед, он свёл в четыре группы ключевые проблемы, которые необходимо сформулировать и решить для создания жидкостной ракеты – реактивного летательного аппарата (РЛА) с ЖРД и самого ЖРД:

– топливо – выбор и исследование;

– ЖРД и РЛА – принципиальная схема, конструкция и управление;

– стенд – старт – конструкция, измерения;

– теория ЖРД и жидкостной ракеты – расчёт, проектирование, методическое обеспечение проведения опытов и анализа результатов.

Очертив круг решаемых проблем, он установил последовательность их разрешения. Топливо, затем разработка конструкции, изготовление, испытание, доработка и сдача-приёмка конструкции двигателя, затем ракеты. Единственным ограничением его неукротимой энергии (кроме финансирования) являлось требование строгого выполнения последовательности планируемых работ и получение разрешения на проведение лётных испытаний ракет с прошедшими плановую доводку ЖРД и других агрегатов.

Шаг за шагом вырисовывался план проектных и исследовательских работ, который составил В.П.Глушко для себя и своего коллектива. В план вошли разработки:

– двигателя тягой до 3 тс, охлаждения и термоизоляции конструкции;

– вытеснительной и насосной подачи топлива;

– пиротехнического, электрического и химического способов зажигания топлива;

– РЛА с ЖРД для пуска на расчётную высоту подъёма до 100 км;

– средств измерения давления и температуры в трактах и камере сгорания, тяги двигателя, расхода компонентов, перегрузки, параметров траектории и ряд других работ, включая подготовку кадров, как основной этап достижения цели инженерно-техническим составом, в основном, имеющим отдалённое представление о жидкостной ракетной технике.

В качестве первоочередных задач исследований В.П.Глушко планировал:

– выбор и исследование жидкого топлива и специальных смесей для увеличения удельного веса горючего и повышения его теплотворной способности, применение коллоидного топлива для реактивного мотора, получение азотного тетраоксида;

– отработку зажигания топлива, запуска и выключения, устойчивости и длительности работы двигателя при заданном давлении и температуре в камере сгорания и развиваемой им тяге;

– исследование горения топливных смесей в открытом и полузамкнутом объёме, влияния конструктивных элементов камеры сгорания на величину реактивной силы, гидродинамических, газодинамических и теплообменных процессов при высоких скоростях истечения продуктов сгорания из сопла;

– овладение важнейшими основами конструирования ЖРД и РЛА.

Решение ключевых проблем создания ЖРД и РЛА Валентин Петрович планирует осуществлять наиболее простыми средствами, ставя опыты на серии небольших, отличающихся друг от друга, ракетных моторах (ОРМ) тягой от 6 до 300 кгс и небольших неуправляемых и управляемых ракетных летательных аппаратах (РЛА) – с высотой подъёма 2–4 км. Каждая установка предназначалась для последовательного решения части общей задачи, охватывающей все сложные задачи одной большой очень сложной проблемы.

Конечной целью первого этапа создания ракетной техники он видит в создании двигателя тягой 3000 кгс и управляемой ракеты РЛА-100, поднимающей на 100 км полезный груз весом 20 кг. В дальнейшем он предполагает увеличить тягу двигателя в 10 раз до 30 тс, и далее опять в десять раз – до 300 и 1000 тс. Так Валентин Петрович планировал прорубить дорогу в космос. Без преувеличения можно сказать, что выполнение выдвинутой программы стало его научно-техническим подвигом. Трудно поверить, что программа составлена В.П.Глушко, когда ему был всего 21 год.

Блестящая теоретическая подготовка, стратегическая мощь его ума, могучая воля и убежденность позволили Валентину Петровичу, объединяя в себе теоретика и экспериментатора, быстро и самостоятельно решать поставленные неординарные задачи.

«В 1930 г. в ГДЛ – вспоминает В.П.Глушко, – мною впервые были предложены и в дальнейшем исследованы в качестве окислителей для жидкостных ракетных двигателей азотная кислота, её растворы с азотным тетраоксидом, перекись водорода, хлорная кислота, тетранитрометан и их растворы друг в друге, а в качестве горючего – бериллий, трехкомпонентное топливо – бериллий с кислородом и водородом, диспергированные в жидком горючем бериллий, литий, бор и алюминий, пороха с диспергированным в них бериллием и др. В том же году были разработаны и проверены в двигателях с шашечным бездымным порохом экспоненциальные профилированные сопла и термоизоляционные покрытия камер сгорания двуокисью циркония, окисью магния и другими составами». Тогда же В.П.Глушко впервые предложил самовоспламеняющееся топливо и химическое зажигание, а также карданную подвеску двигателя и насосные агрегаты.

Сосредоточившись на предварительных расчётах ОРМ и РЛА В.П.Глушко неукоснительно придерживается своего пошагового плана проникновения в космос, в котором на первом месте стоит топливо. Ещё в курсовых университетских работах он собрал и систематизировал сведения о химических элементах и соединениях, имеющих наибольшую практическую ценность для ракетных аппаратов на жидком топливе сейчас и в ближайшем будущем. В 1930 г. В.П.Глушко предложил и классифицировал практически весь доступный арсенал ракетных топлив, компоненты которых затрагивают заметную часть таблицы Д.И.Менделеева. Проведя за короткое время глубокие теоретические исследования термофизических свойств ряда химических соединений, В.П. Глушко впервые предложил и в дальнейшем исследовал в качестве окислителей для ЖРД азотную кислоту, её растворы с азотным тетраоксидом, перекись водорода, хлорную кислоту, тетранитрометан и их растворы друг в друге, а в качестве горючего диспергированный в жидком водороде бериллий, диспергированные в жидком горючем бериллий, литий, бор и алюминий, пороха с диспергированным в них бериллием, трехкомпонентное топливо – бериллий с кислородом и водородом, и другие вещества. В ряде случаев сведения по топливу нуждались в проверке, требовали определения и экспериментального подтверждения отсутствующих характеристик, для которых было недостаточно оборудования химических лабораторий ЛФТИ и НИАП. Тогда В.П.Глушко прибегает к услугам специализированных химических лабораторий, оснащённых необходимым оборудованием. В апреле В.П.Глушко, вооружившись письменным обращением Н.Я.Ильина с просьбой о срочном проведении исследований свойств боранов, добивается разрешения директора Ленинградского технологического института и сам, вспомнив юность и свою домашнюю лабораторию, готовит различные компоненты топлива и проводит исследование свойств боранов в химической лаборатории ЛТИ. Он далеко выходит за предварительно установленные рамки исследования топлива. Выполняет работу, ставшую фундаментом будущих академических справочников по ракетным топливам. 2 сентября 1930 г. в день своего 22-летия, он оформил заявочное свидетельство на патент, на использование бериллия в качестве горючего.

Начальник 2-го отдела ГДЛ В.П.Глушко.

Валентин Петрович отмечал: «Фундаментальной проблемой явился выбор топлив, определяющий лицо двигателя и ракеты, их основные эксплуатационные характеристики. В зависимости от того, насколько удачен этот выбор, зависит успех разработки».

В основательном изучении жидкостных двигателей, В.П.Глушко определил первоочередную необходимость осуществлять поиск высокоэффективного горючего и подбора жидкого окислителя, а затем определять конструкцию двигателей нового типа. Так в ГДЛ в 1929 г. начались проектно-конструкторские работы по РЛА и ЖРД, а в 1930 г. экспериментальные.

– Не тяни, – говорил, во время одной из встреч, Тихомиров, – не жди, пока изготовят двигатель, начинай отрабатывать агрегаты. Смелее используй твёрдое топливо для прожогов камеры сгорания. Великие идеи приходят, когда мир в них нуждается, и уходят не оставив следа без исполнителей. Тебе выпало большое счастье быть таким исполнителем. Ты удачлив. Не расслабляйся, и ты принесёшь большую пользу Отечеству. Начинай эксперименты с более простых и известных компонентов топлива, кислорода и углеводородов, кислорода и водорода.

– Думаю начать с монотоплива. Сжигать в камере сгорания раствор толуола в азотном тетраоксиде.

– Для каждой ракеты придётся искать наиболее эффективное топливо. Топливо является фундаментальной проблемой, которая определяет успех всей разработки. Я пришлю к тебе наших корифеев – Петропавловского и Лангемака. Их ракеты проходят полигонные испытания. Поезжай сам. Посмотри. Для жидкостной ракеты полигон – это наше завтра.

В том же году были разработаны и проверены в двигателях с шашечным бездымным порохом экспоненциальные профилированные сопла и термоизоляционные покрытия из двуокиси циркония, окиси магния и других составов для камер сгорания.

Не прошло и года, как ЛФТИ стал расширяться. Для освоения новой тематики ему потребовались дополнительные помещения, и, так как повышение мощностей в обозримое время не предполагалось, работы В.П.Глушко по ЭРД были временно приостановлены. Подразделение В.П.Глушко, исчерпав энергетические возможности Ленинградского физико-технического института, переехало на Научно-исследовательский артиллерийский полигон на Ржевке под Ленинградом, в одну из половин двухэтажного корпуса с большим залом и сборочно-снаряжательной мастерской, принадлежавших ГДЛ. В другой половине здания размещалась химическая лаборатория полигона. Поблизости находились механические мастерские, выполнявшие заказы ГДЛ. Такое соседство позволило оперативно решать производственные процессы и проводить химические исследования топлива.

В.П.Глушко уверенно развернул работы по конструкторской и экспериментальной отработке конструкции (камеры, форсунок, сопла) ЖРД и жидкостных ракет. Он изучает практические работы Г.Оберта по смесеобразованию, зажиганию топлива и охлаждению жидкотопливных ракетных двигателей, который, потерпев неудачу в создании ЖРД, в 1930 г. прекратил их исследования. Валентин Петрович решил проверить идеи Г.Оберта в своих конструкциях, разработав ОРМ-14 со сферической камерой сгорания и ОРМ-15 – с конической.

Много внимания он уделил поиску наивыгоднейшей формы сопла, минимизации потерь скорости истечения продуктов сгорания и коэффициенту полезного действия. Решал задачи формирования, и истечения реактивной струи сгоревшего топлива, теплоизоляции камеры. В камере с двумя сменными противоположно направленными профилированными соплами, установленной на дифференциальном баллистическом маятнике, он сжигает шашки медленногорящего бездымного пороха, минимизируя потери скорости, выбирает профиль сопла. В своём письме к К.Э.Циолковскому от 26 августа 1930 г. он спрашивал: «…Меня интересует, почему Вы для формы своего сопла указываете всюду конус с прямолинейной образующей. Пришли ли Вы к этому убеждению на основании каких-либо теоретических умозаключений, либо остановились на этой форме, как простейшей? Так, теоретические исследования некоторых авторов, да и собственные соображения говорят (принципиально) в пользу экспоненциальных образующих сопел». И далее: «…чем больше скорость потока, тем при меньших углах будет происходить отрыв струи [от стенок сопла – Авт.]».

В.П.Глушко проводит экспериментальную отработку термоизоляционных керамических покрытий из двуокиси циркония, окиси магния и других составов для камер сгорания. Термоизоляция наносилась на внутреннюю поверхность камеры в тестообразном состоянии, после чего высушивалась в термостате и при температуре 2300 °C осуществлялся подбор материалов теплоизоляции. Одновременно он рассматривал вопросы охлаждения и теплопотерь ЖРД. Проводил сравнение различных способов подачи топлива в камеру сгорания, включая газобалонную систему и использование для наддува отбираемых из камеры продуктов сгорания топлива, насосную и турбонасосную подачу топлива.

В отсутствие теории, он отдавал предпочтение результатам эксперимента, сам разработал инженерную методику расчёта камеры сгорания, подачи топлива и топливных емкостей, их основных систем и элементов с использованием классической теории и эмпирических зависимостей, коэффициенты в уравнениях которых без излишней математической сложности определялись им и уточнялись по опытным данным.

И если при решении вопросов выбора топлива, создания теории двигателя и расчётов, несмотря на сложность и новизну, не вызвали у В.П.Глушко проблем, то при решении задач проектирования ракеты и ЖРД он особенно остро ощущал ограниченные возможности финансирования, располагаемого оборудования и освоенных технологий производства.

Один перечень проведённых работ за такой короткий срок впечатляет. Не говоря уже о том, что в процессе разработок были найдены эксклюзивные решения, которые не только определили дальнейший путь развития отечественного жидкостного двигателестроения для ракетной техники, но и обеспечили его приоритет.

Первым шагом в установлении приоритета в выбранном направлении явилась подача Валентином Глушко заявочного свидетельства на реактивный двигатель, зарегистрированного 18 марта 1931 г. В заявлении, приложенном к описанию, он указывал: «Так как прилагаемое к патентованию изобретение было предложено мною ещё 18 апреля 1929 г., с какового времени и разрабатывалось, то мною направлены соответствующие бумаги для подтверждения моего приоритета на изобретение с 18-го апреля 1929 г.».

Валентин Петрович прекрасно понимал, что большинство из его разработок выполнены на уровне изобретений. Чтобы закрепить приоритет СССР, он подал несколько заявок, и на большинство получил авторские свидетельства[43]43
  «Горючее для реактивного двигателя. 13.09.1930». Заявочное свидетельство № 76950/5177. 02.10.1930. Патент № 968, Кл. 23-в-4. Архив ГДЛ-ОКБ, оп. 1, ед. хр. 11, лл. 1–4, 5, 95; «Топливо для реактивных летательных и иных аппаратов. 06.11.1930». Заявочное свидетельство № 78851/5304, 14.09.1930». Архив ГДЛ-ОКБ, оп. 1, ед. хр. 11, лл. 9–11; «Описание термоизоляции для камер сгорания реактивных двигателей. 16.01.1931». Заявочное свидетельство № 82830/5652, 03.02.1931. Патент № 1024, Кл. 62-в-37. Архив ГДЛ-ОКБ, оп. 1, ед. хр. 11, лл. 12–14, 19, 36; «Описание регистрирующего манометра. 11.04.1931». Заявочное свидетельство № 86922/5863, 12.04.1931. Авт. свид. № 1061, Кл. 42-к-10.


[Закрыть].

Оформляя заявки на свои изобретения, он прочувствовал волотильность оформления и внедрения многочисленных заявок в области ракетной техники, поступающих в Комитет по делам изобретательства, и в благодарность за помощь в решении своей судьбы, по рекомендации Г.Э.Лангемака, стал внештатным экспертом в этом Комитете. Впоследствии Валентин Петрович вспоминал, что среди изобретений попадались довольно забавные, которые доставляли тогда немало веселых минут. Однажды на заключение В.П.Глушко попало предложение, в котором изобретатель, обратив внимание на то, что импульс силы равен произведению силы на время её действия, предлагал с целью увеличения импульса силы в сопле двигателя сделать для газов винтовой ход и тем самым увеличить время их пребывания в двигателе. В другом изобретении с целью увеличения дальности полёта снарядов, предлагал уменьшить сопротивление воздуха путём размещения в головке снаряда «поглотителя воздуха».