ИЗ ИСТОРИИ СОЗДАНИЯ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ
,
ветераны ЦКБ «Арсенал»
1955‑60 годы были периодом становления ракетно-космической техники в бывшем СССР. 4 октября 1957 года в СССР при помощи 2-х ступенчатой баллистической ракеты Р-7 (шифр 8К71 - по военной классификации, энциклопедическое название – “Спутник”) с площадки № 2 испытательного полигона в урочище Байконыр (впоследствии получил название космодром «Байконур») был успешно осуществлен запуск первого в мире искусственного спутника Земли (ИСЗ) массой 83,6 кг. Этому событию предшествовали 4 испытательных пуска ракеты Р–7, два из них были неудачными.
Первый ИСЗ и ракета Р-7 (с использованием криогенного компонента топлива) были разработаны в НИИ-88 (с 1956г. - ОКБ-1, г. Подлипки, Московской обл.) под руководством основоположника практической космонавтики - Главного конструктора Сергея Павловича Королева.
Маршевые двигатели для 1-й и 2-й ступени ракеты Р-7 были разработаны в ОКБ-456 (впоследствии НПО «Энергомаш», г. Химки, Московской обл.) под руководством Главного конструктора Валентина Павловича Глушко ().
Впервые в ракетной технике для этой ракеты в НИИ-885 (с 1969г. – НПО автоматики и приборостроения, г. Москва) была разработана автономная инерциальная система управления (СУ) полетом на основе гироскопического прибора (гировертиканта) под руководством Главного конструктора Николая Алексеевича Пилюгина.
Технический комплекс (монтажно-испытательный корпус) и стартовый комплекс с их многочисленными системами и агрегатами для ракеты Р-7 были разработаны в ГСКБ специального машиностроения (с 1967г. – КБ общего машиностроения, г. Москва) под руководствам Главного конструктора Владимира Павловича Бармина – создателя прославленных в годы Великой отечественной войны 1941-45г. г. пусковых установок залпового огня «Катюша».
Каждый из указанных Главных конструкторов в последующие десятилетия внес значительный вклад в создание ракетно-космической техники в СССР и был избран академиком АН СССР.
При разработке ракеты Р-7 и ее СУ возникла проблемная техническая задача – обеспечение предстартовой азимутальной ориентации (наведения в плоскость стрельбы, т. е. прицеливания) гировертиканта СУ, установленного на 2-й ступени ракеты, с учетом требований наклонению плоскости полета ракеты относительно плоскости экватора Земли. В период становления ракетно-космической техники в СССР за решение этой проблемной задачи не решались и не соглашались взяться именитые ученые и специалисты в авторитетных отечественных НИИ и КБ.
На одном из совещаний в Министерстве оборонной промышленности СССР Серафим Платонович Парняков, работавший с сентября 1946 года начальником Центральной заводской лаборатории завода «Арсенал» (г. Киев), заявил о согласии и готовности решить эту прикладную задачу.
По результатам этого совещания для обеспечения решения указанной проблемной технической задачи в структуре Центрального конструкторского бюро завода «Арсенал» было образовано специальное КБ-7 по Приказу Министра оборонной промышленности СССР Дмитрия Федоровича Устинова – впоследствии Министра обороны СССР. Этим же Приказом был назначен Главным конструктором КБ-7.
В КБ-7 под руководством в крайне сжатые сроки была осуществлена разработка комплекта визуальных приборов прицеливания 8Ш15, с использованием которых было обеспечено прицеливание первых ракет Р-7, в том числе при запуске первого ИСЗ с космодрома Байконур 4 октября 1957 года.
Главный конструктор предложил оригинальный визуальный метод вертикальной передачи азимутального направления на уровень приборного отсека ракеты Р-7 с использованием специальных оптических приборов. При этом для обеспечения азимутального наведения гировертиканта СУ, установленного на 2-й ступени ракеты, применяется визуальный «верхний» прибор прицеливания, который крепится к ракете на время прицеливания перед гировертикантом на специальном съемном кронштейне (см. рис.1). Этот прибор имеет параллельно расположенные в одном корпусе зрительную трубу двойного изображения и автоколлимационную трубу (каждая со своим окуляром). При этом оптическая схема зрительной трубы прибора прицеливания обеспечивает 2-х лучевое визирование в вертикальной плоскости, что позволяет оператору произвести визуальную «привязку» прибора к специальным визирным маркам на корпусе трубы «опорного» коллиматора, установленного на поворотном круге (столе) СП.
До выполнения этих операций поворотный стол, на опорных фермах которого устанавливается ракета Р-7, разворачивают при помощи специальных приводных механизмов в необходимое (расчетное) положение по азимуту путем визуальной «привязки» (с участием оператора) визирной оси «опорного» коллиматора при помощи теодолита через пентапризму к исходному геодезическому направлению (ИГН), зафиксированному на СП визирной осью «базового» коллиматора, которые входят в комплект приборов 8Ш15. При этом азимут ИГН (визирной оси «базового» коллиматора) определяют заблаговременно относительно пунктов триангуляционной сети. Для упрощения рис. 1 «базовый» коллиматор совмещен с плоскостью рисунка разворотом на 90 градусов от своего рабочего положения и не показана пентапризма.
Завершающие операции по прицеливанию ракеты Р-7 сводятся к обеспечению оператором-прицельщиком разворота гировертиканта СУ на 2-й ступени РН при помощи специального ручного привода (механизма наведения) в необходимое азимутальное положение по показаниям автоколлимационной трубы, а именно до совмещения с сеткой окуляра трубы изображения сетки, отраженного от контрольного зеркала, устанавливаемого на корпусе гировертиканта на время прицеливания.
Изложенная методика и схема прицеливания реализуются при помощи приборов 8Ш15 с участием 2-х операторов-прицельщиков: оператор с теодолитом на СП, обеспечивая «привязку» «опорного» коллиматора к «базовому» коллиматору, а оператор с прибором прицеливания на площадке фермы обслуживания СП, осуществляя «привязку» прибора к маркам «опорного» коллиматора и азимутальное наведение гировертиканта СУ на 2-й ступени ракеты в плоскость стрельбы.
При этом обеспечивается шлемофонная связь между операторами-прицельщиками и с оператором, который осуществляет управление разворотом пускового стола СП по командам оператора-прицельщика с теодолитом.
В разработке приборов прицеливания 8Ш15 принимали творческое участие способные кадровые и молодые специалисты (выпускники Киевского политехнического института и Киевского государственного университета) : , , (к сожалению, уже ушедшие из жизни), а также , , и др. Опыт и знания кадровых специалистов, энтузиазм и теоретические знания молодых, их совместный деловой настрой и желание выполнить задание государственной важности качественно и в требуемые, крайне сжатые сроки стали залогом большого успеха небольшого, в ту пору, коллектива КБ-7.
Приборы прицеливания 8Ш15 при авторском сопровождении со стороны их разработчиков были изготовлены, проверены и испытаны в цехах завода «Арсенал» с участием умелых и опытных рабочих (сборщиков оптиков-механиков) : (, удостоен звания Героя Социалистического Труда в 1961г.), и др.
2-й и 3-й ИСЗ были выведены в космос также ракетой Р-7 соответственно 3.11.57г. и 15.05.58г. с площадки № 2 космодрома Байконур.
На базе этой ракеты в дальнейшем были разработаны и созданы модификации 3-х ступенчатых ракет-носителей (РН) : РН «Восток» - для вывода в космос первых космических аппаратов типа «Луна», «Венера», «Марс» и пилотируемых космических кораблей типа «Восток»; РН «Союз» - для вывода в космос пилотируемых космических кораблей типа «Восход» и «Союз», а также 4-х ступенчатая РН «Молния» - для выполнения программ научного исследования Луны и планет солнечной системы.
Для прицеливания указанных модификаций РН на основе комплекта приборов 8Ш15 были разработаны и созданы модификации комплектов приборов 8Ш19, 8Ш19М, 8Ш23, 8Ш123, в составе которых было уже два идентичных прибора прицеливания : «нижний» (со специальными визирными марками на его автоколлимационной трубе) - для прицеливания гировертиканта 2-й ступени РН и «верхний» - для обеспечения «привязки» к маркам «нижнего» прибора прицеливания и азимутального наведения гировертиканта 3-й ступени РН в плоскость стрельбы аналогично гировертиканту 2-й ступени РН - см. рис.1. В разработке указанных модификаций приборов прицеливания помимо указанных выше работников КБ-7 принимали активное и творческое участие, в тот период, молодые специалисты : , , Шарапова (Рыбакова) Е. М., авторы этой статьи и др.
Унифицированный комплект приборов прицеливания для эксплуатируемых в настоящее время модификаций РН «Союз-У» и «Молния-М» был разработан и создан в начале 70-х годов под шифром 11Ш115. Эти приборы успешно используются для прицеливания указанных модификаций РН на космодромах «Байконур» (Республика Казахстан) и «Плесецк» (Российская Федерация).
При разработке указанных выше приборов прицеливания , будучи опытным специалистом в области оптики и оптических приборов, проявил высокие инженерные знания и интуицию. Дело в том, что в ракете Р-7 в качестве горючего применяется криогенный (низкокипящий) компонент топлива – жидкий кислород, а это обуславливает наличие возле борта ракеты и на СП дренажных паров этого компонента.
Кроме того, переохлажденные поверхности корпуса ракеты (в зоне ее заправленных кислородных баков) создают резкий перепад температуры и плотности воздуха вокруг ракеты, что вызывает явление рефракции света (искривление направления светового луча).
Эти внешние факторы создают помехи и ведут к потере точности при взаимных визуальных «привязках» приборов прицеливания при проведении коррекции прицеливания после заправки РН.
Предвидя и понимая эти особые и скрытые физические аспекты Главный конструктор предусмотрел остроумные технические средства защиты от них – были разработаны специальные герметичные светопроводы (наклонная и вертикальная секции), которые стационарно закреплены на ферме обслуживания в вертикальной плоскости, совпадающей с положением «опорного» коллиматора (на рис.1 вертикальная секция условно не показана).
Наличие светопроводов также позволяет производить прицеливание РН при ограничении метеорологической дальности видимости (туман, дождь, снег, запыленность атмосферы).
Разработка и создание ракеты Р-7, технического и стартового комплексов, комплекта приборов прицеливания 8Ш15 для этой ракеты послужили точкой отсчета в многолетнем творческом сотрудничестве коллективов указанных выше конструкторских бюро, заслуги которых приумножались по мере развития и совершенствования ракетно-космической техники в СССР.
Последним, к сожалению, аккордом в многолетнем творческом сотрудничестве указанных выше организаций-разработчиков была разработка многоразовой космической транспортной системы «Энергия-Буран» (11К25-11Ф35), успешный экспериментальный запуск которой в автоматическом (беспилотном) режиме был осуществлен 15 ноября 1988 года с космодрома Байконур (площадка 110) с использованием автоматической системы прицеливания 17Ш15.
