Подтверждение надежности

     Для "Энергии" была принята концепция всесторонней наземной отработки узлов, агрегатов, систем, блоков и ракеты в целом с целью достижения необходимого уровня надежности и безопасности при минимальном числе летных испытаний ракеты.
     В 1982 г. решением Военно-промышленной комиссии была определена стендовая база для отработки составных частей, систем, узлов и агрегатов системы "Энергия"-"Буран". Всего было утверждено 189 объектов стендовой базы. На конец первого квартала 1984 г. было введено в эксплуатацию 128 стендов, 32 стенда создавались в запланированные сроки, 26 стендов - с отставанием до двух лет.
     Наиболее крупными и важными из стендовых объектов были:
     - универсальный комплекс "стенд-старт". Планировавшийся срок ввода - конец 1982 г. Фактический срок ввода - 1986 г.;
     - СОМ-1 - стенд для газодинамических исследований и получения пульсационных характеристик на модели 1:10 ракеты-носителя при старте. Срок ввода - 1982 г. Создатель - НИИХимМаш Минобщемаша. Введен в 1984 г.;
     - СОМ-2 - стенд для газодинамических исследований на модели ракеты-носителя в газодинамической трубе. Срок ввода -1984 г. Был введен в 1985 г.;
     - комплекс ВКТИ-2 - стенд для проведения тепловакуумных испытаний натурных отсеков орбитального корабля. Срок ввода -1983 г., а введен в 1985 г.;
     - стенд "Р" для отработки систем отделения параблоков и орбитального корабля от блока Ц. Введен в 1984 г.;
     - стенд В2А для испытаний двигателя РД-0120 на 100 % тяги. НИИХимМаш. Введен в 1984г.;
     - стенд для отработки системы дожигания выбросов не прореагировавшего водорода. Введен в 1984 г.
     Основная стендовая экспериментальная база группировалась в ЦНИИМаше, НПО "Энергия", на заводе "Прогресс", НПО "Южное" и НИИХимМаш в Загорске. ЦНИИМаш становился на ноги с момента рождения ракетной отрасли в стране, развивался и крепчал как научно-исследовательский центр. Ко времени начала работ над "Энергией" и "Бураном" институт имел аэрогазодинамическую барокамеру, ударную трубу, стенды для вибродинамических испытаний, стенды для силовых статических, криогенных и тепло-статических испытаний. В отделениях прочности, аэрогазодинамики, динамики трудились крупнейшие ученые страны. Институт вел программы прочностной, аэродинамической и динамической отработки "Энергии". В НПО "Энергия" не менее богатый арсенал средств экспериментальной отработки, связанных с созданием арматуры, в том числе криогенно-водородной, жидкостных двигателей малой тяги, прекрасная лаборатория рулевых машин и гидравлических приводов, прочностные стенды и испытательные станции. Лаборатории завода "Прогресс" работали под техническим руководством Куйбышевского КБ, где работали высококвалифицированные прочнисты, динамики, специалисты по криогенным испытаниям крупногабаритных конструкций - блоков, баков, отсеков. НПО "Южное" имело свой комплекс средств экспериментальной отработки конструкций, практически полный, кроме стендов огневых испытаний ступеней больших размеров. НИИХимМаш - это крупнейший отраслевой центр наземной отработки ракетно-космической техники. Центр создавался при Королеве. В институте велись научно-исследовательские работы в направлении экспериментальной отработки жидкостных ракетных двигателей, двигательных установок с тягой от нескольких килограмм до 150 т их основных агрегатов, работающих на высококипящих и криогенных компонентах топлив; испытаний маршевых и разгонных ступеней ракет-носителей с жидкостными двигателями с тягой до 1000 т, тепловакуумных испытаний космических аппаратов, в том числе крупногабаритных, в условиях, максимально приближенных к реальным; организации наземной отработки, а также летных испытаний многоразовых ракетно-космических транспортных систем. На более чем пятидесяти стендах института проходили отработку многие ракеты-носители, долговременные орбитальные станции, космические аппараты и орбитальный корабль "Буран". На универсальном комплексе стенд-старт на Байконуре проводились огневые стендовые, а также летные испытания ракеты-носителя "Энергия". Стенды и лаборатории всех организаций отрасли, участвовавших в экспериментальной отработке, были оснащены автоматизированными вычислительными комплексами с регистрацией и обработкой параметров.
     Двигательные организации - КБ "Энергомаш", КБ ХимАвтоматика - создавали свои стендовые комплексы, например, уникальный стендовый комплекс в Химках с гашением акустических колебаний и нейтрализацией выбросов. Испытания двигателей КБ ХимАвтоматика начинались на стендах Загорска, затем - в Нижней Салде.
     КБЭ (Харьков), НПО АП создавали свои комплексные стенды с силовозбудителями, комплексом вычислительных средств, имитаторов и другой аппаратуры.
     Проведены тысячи испытаний, каждое из которых само по себе важное событие, тщательно продуманное, рассчитанное, спланированное, скрупулезно запротоколированное и изученное. Унифицированный модуль блока первой ступени после комплекса наземных испытаний был также успешно испытан при пусках новой ракеты-носителя среднего класса.
     Серия ракет, предназначенных для экспериментальной отработки наземного комплекса, имела индекс "4М". С них начиналась проверка готовности и соответствия исходным данным всех наземных систем.
     Базовый модуль ракеты 4М изготовлялся еще в 1979 г. В натуральную величину был сварен блок Ц. "Южмаш" сварил цилиндрические обечайки и укомплектовал макеты блоков А до их “штатных” обличий. Похожесть конечно условная - по габаритности.
     Был собран и испытан на прочность силовой корпус блока Я. Литые отсеки блока изготавливал Сызранский механический завод. Прочностные испытания проходили прямо в пролете сборки корпуса простым нагружением комплектом “гирь”, которым проводятся все вводимые в эксплуатацию подъемно-крановые устройства производственных зданий.
     В 1982 г. нами была поставлена задача собрать хотя бы к концу года полный пакет ракеты-носителя. Предстояло поднять до уровня реальной готовности всю технологическую цепочку изготовления, сборки и подготовки ракеты к пуску на полигоне. Первый этап - сборка пакета. Стенды (стапеля) для сборки пакета были не укомплектованы. Отсутствовали скобы-захваты стенда, которые Ждановский завод Минтяжмаша не успел изготовить к началу работы с "Энергией" на Байконуре. Эти скобы являлись переходными элементами между блоками А и манипулятором стенда, который с высокой точностью выставлял блоки А в расчетное для стыковки с блоками Ц и Я положение. Блоки А крепятся к стартово-стыковочному блоку Я стояночными торцами. Два нижних блока А были уложены на приспособленные тележки и достаточно точно подведены к блоку Я. Затем подвели (накатили) блок Ц. Два верхних блока А умельцы с помощью автомобильного крана, добытого у строителей, в комбинации со штатным краном четвертого пролета монтажно-сборочного корпуса подняли и подвели блоки к блоку Ц и Я, закрепили. Пакет ракеты "Энергия" в макетном варианте был готов. Через день наступил Новый 1983 г.
     Следующим этапом отрабатывалась технология укладки пакета на установщик. Эта длительная кропотливая работа, начиная с проверки и аттестации подъемных кранов, их взаимодействия, обеспечения гарантированным электропитанием. Одновременно подтягивались строители - доводили железнодорожную колею до кондиционного состояния. В феврале макет "Энергии" на установщике выехал из монтажно-сборочного корпуса и взял курс к старту ...
     В разработках большого масштаба неизбежны разные оценки состояния дел. Ворох проблем со стороны иногда кажется непреодолимым или по крайней мере требующим длительного времени для их разрешения. Поэтому макет сделал свое дело - показал, что готовность к началу работ не крайне пессимистическая. Сергей Сергеевич Ванин, заместитель министра Общемаша и Константин Николаевич Вертелов сделали этот вывоз макета “стартовой ракеты” для ускорения работ. Правда, подгонять строителей было как-то и совестно, но было необходимо по крайней мере их приободрить, показав, что ракетчики не закопались. Надо сказать, что этот шаг оправдался. К напряжению работ строителей прибавилось еще их желание не уронить свое достоинство.
     У ракетчиков в это время шла бурная работа по производству узлов, агрегатов, а главное, по экспериментальной отработке составляющих позиций "Энергии".
     Еще в 1982 г. в Жуковском на базе летно-испытательного института (ЛИИ) была проведена летная отработка авиационного транспортирования на самолете 3М-Т баков "Энергии" и других крупногабаритных отсеков центрального блока.
     Февральским и майским постановлением 1983 г. правительство, учитывая особую важность ракетного и ракетно-космического вооружения для сдерживания вероятного противника, обязывала организации, участвующие в разработке системы, обеспечить безусловное выполнение задач по развитию ракетных и ракетно-космических комплексов и средств, сосредоточить усилия на ускорении изготовления необходимой материальной части для “Бурана” и обеспечить начало летных испытаний этой системы в 1986 г. Этими постановлениями поручалось развернуть работы по созданию на базе многоразовой системы "Буран" унифицированных сверхтяжелых космических ракетных комплексов "Буран-Т", “Вулкан” и тяжелого комплекса "РЛА-125".
     В августе этого же года состоялось решение Военно-промышленной комиссии о планах дальнейших работ.
     Приказом министра Общемаша подключались дополнительные организации и производственные мощности. Производственное объединение "Полет" начало подготовку производства и организацию изготовления блоков А, двигателей РД-170, системы приводов автоматики для двигателей, системы рулевых приводов и первой ступени ракеты-носителя "Зенит". Научно-производственное объединение имени Лавочкина обязывалось организовать производство стыковочных модулей и шлюзовой кабины орбитального корабля. Харьковский завод транспортного оборудования готовился к изготовлению пневмощитов. Златоустовский завод должен был изготавливать приводы. На Усть-Катавском заводе имени Кирова организовывалось изготовление клапанов ряда наименований. Всего было подключено дополнительно несколько десятков производств разного масштаба. На Красноярском машиностроительном заводе имени Ленина организовывалось производство блоков ДМ 11С86, 11С861, 11С824М и унифицированных разгонных блоков на кислородно-водородном топливе. Ленинградский завод "Арсенал" разворачивал производство уникальных рулевых машин. Производственные мощности Куйбышевского завода "Прогресс" доводились до изготовления проектного количества блоков Ц - шести комплектов в год.
     Строился корпус 6Г, корпус изготовления и сборки блока Ц первой и второй очереди 56, корпус клепаных узлов и агрегатов, корпус крупногабаритной оснастки и нестандартного оборудования, корпус неметаллов, корпус узлов точной механики, велась реконструкция энергохозяйства, реконструировались корпуса 6 и 6Б.
     Узкие места в штатном комплекте оборудования на заводе "Прогресс" были: станок СВО-22 для механической обработки обечаек водородного бака; стенд вертикальной сборки и сварки бака горючего; стенд сборки-сварки оживального днища кислородного бака.
     К началу 1982 г. (когда меня привлекли к работам по “Энергии”) промышленность и строители достигли мощности годового освоения ассигнований до 675 млн. руб. Напомним, что в 1976 г. работы измерялись 54 млн. руб., в 1977 г. - 91, в 1978 -209, 1979 -315, 1980 - 482 млн. руб. Всего на конец 1981 г. было освоено 1 млрд. 826 млн. руб. Если заглянуть в будущее, то это составляло, правда, всего немногим более 10 % от общих затрат на тему до 1991 г...
     В 1983 г. было выделено на “Энергию” 1 млрд.331 млн. руб., т.е. без полмиллиарда столько, сколько было выполнено работ за предыдущие 6 лет. Однако даже при таком темпе выполнение экспериментальных работ велось с отставанием от графиков, утвержденных высоким руководством. Мы, разработчики, как “цепные псы” бросились на производственников, они, производственники и строители, призывали к пониманию их возможностей. Надо сказать, что такого рода ситуации - это непременная принадлежность новых разработок даже у американцев. Каждый выполняет свою роль в этой сваре.
     В мае-июне этого же года пакет ракеты вывозился вновь на стенд-старт. Кроме повторения проверок технологических систем этот доработанный макет под индексом "Д-4МД" позволял проводить программу снятия динамических характеристик - "Д".
     В октябре этого же года макет был вывезен на стенд-старт по настоянию В.П.Бармина для проверки технологических систем стенда-старта. К концу 1983 г. предполагалась сдача УКСС. Этот вывоз предусматривал проверку стыкуемости систем с ракетой. Как более близкая к штатной ракета имела индекс "4М".
     1984 г. Постановление правительства в августе обязывало разработчиков ракетно-космического комплекса усилить работы по созданию программы практического использования ракеты-носителя "Буран" и ориентировать организации на создание космических аппаратов для нового носителя. Объем работ на год измерялся 1,37 млрд. руб., однако наметившееся отставание на два года по сравнению со сроками, установленными постановлениями 1983 г., не сокращалось.
     Нами была принята ориентация на использование для летных испытаний ракеты, предназначенной для стендовых испытаний второго этапа с целью возможного ускорения событий разработки.
     На 1985 г. планировались объемы затрат примерно на одинаковом уровне относительно 1984 г. Работы в отрасли продолжались в набранном темпе. В январе вышло постановление правительства об обеспечении вывода на орбиту орбитальной пилотируемой станции "Мир". Почти одновременно, в феврале было подписано постановление правительства, обязывающее разработчиков сосредоточить усилия на ускорении изготовления необходимой материальной части для многоразовой системы и полном завершении ее отработки в третьем квартале 1986 г., обеспечить начало летных испытаний в четвертом квартале этого же года. Одновременно Минобщемаш обязывался развернуть работы по созданию на базе "Бурана" в 1986-1995 гг. унифицированных сверхтяжелых космических ракетных комплексов "Буран-Т" и "Вулкан".
     Немного позднее, в июле, правительство постановлением потребовало разработать в четвертом квартале 1985 г. комплексную программу по созданию многоразовой системы вместе с мероприятиями по обеспечению выполнения этих работ, включая вопросы создания необходимых научно-исследовательских и экспериментальных баз, производственных мощностей, увеличения численности рабочих и инженерно-технических работников для обеспечения изготовления, освоения и эксплуатации вновь вводимых комплексов и систем.
     Запомнился вывоз ракеты 4М 14 марта 1985 г. По дате он запомнился потому, что это был день моего рождения. Товарищи мои, шутя, в качестве сувенира преподнесли акт о готовности ракеты к работе по программе. Работы начались в этот же день. Запомнился он и тем, что, когда вывезли и установили ракету на старте, то с удивлением увидели расположившихся по борту газоотражательного лотка сотни строителей, наблюдающих работу стартовиков. Дело в том, что когда начинались работы с ракетой, все монтажники и строители освобождали рабочее место и наводились на безопасном расстоянии. Работы в это время им не было, но... Кто-то по "солдатскому телеграфу" сообщил, что состоится пуск ракеты - не более и не менее. Ракета действительно предназначалась для отработки заправки водородом, кислородом, проверки всех систем стенда-старта. Работы были в общем-то штатные, но пуска не предусматривалось. Проходил час, два, три - солдаты ждали. Это было трогательно. Уж, кто-кто, а они заслужили, чтобы присутствовать при финальном акте всех наших работ. Никому не хотелось уговаривать их освободить зону, тем более - командовать. Пришлось пойти и разъяснить им, какие будут проводиться работы с ракетой на стенде. Солдаты нерешительно, неуверенно, но разошлись. Работы с заправкой штатных компонентов проводили, уже соблюдая все меры безопасности.
     Работы с ракетой проводились на комплексе стенд-старт до 5 октября 1985 г. с целью комплексной экспериментальной отработки работоспособности систем, агрегатов наземного оборудования и ракеты в процессе подготовки к огневому запуску. Руководила работами комиссия во главе с заместителем министра Сергеем Сергеевичем Ваниным.
     Комплексная экспериментальная отработка была проведена в следующем объеме:
     - с 14 марта по 17 апреля 1985 г. - примерка стыковки коммуникаций;
     - с 17 апреля по 30 сентября 1985 г. - одно испытание по отработке режимов подготовки водородного бака блока Ц к заправке;
     - четыре испытания с заправкой и сливом кислорода блока Ц;
     - одно испытание с частичной заправкой водородом;
     - два испытания с полной заправкой водородом;
     - одно испытание с параллельной заправкой кислородом и керосином блоков А. С 1 по 2 октября 1985 г. - два цикла испытаний системы дожигания не прореагировавшего водорода - "холодные" и "горячие" с включением системы охлаждения лотка. С 2 октября 1985г.:
     - проверка режимов продувки хвостового отсека блока Ц азотом;
     - проверка освещенности мест установки пожарных извещателей;
     - испытания по выбросу заглушки двигателей РД-0120 с гибким рукавом;
     - исследование процесса замены атмосферы и изменения концентрации газообразного водорода и кислорода в отсеках ракеты.
     Комплексная экспериментальная программа отработки была завершена 5 октября 1985 г. Всего было проведено девять заправок.
     Работы по отработке заправки криогенными компонентами топлива, в принципе, не представляли непреодолимых трудностей, но заправка центрального блока жидким водородом в ракетную конструкцию больших габаритов и заливаемых масс производилась впервые. Необходимо было заправить 100 т жидкого водорода. Такого количества жидкого водорода на борту не имела ни одна отечественная ракета. Конструкция баков отрабатывалась на стендах завода "Прогресс" заливкой в баки жидкого азота. Поведение конструкции в условиях реального воздействия криогенной температуры водорода изучалось впервые при таких размерах баков. Начало этих работ и сами работы для всех были больше преодолением психологического барьера, экзаменом подготовленности испытателей, специалистов, техники и средств обеспечения безопасности. Поэтому центральным видом работ с ракетой 4М было осуществление последовательной программы, от частичной до полной заправки водородного бака центрального блока ракеты.
     Основные замечания по результатам работ:
     В результате контроля состояния теплоизоляции баков визуальными и неразрушающими методами обнаружены отдельные трещины и отслоения тепловой изоляции общей площадью до 15 м². При этом теплоизоляционные характеристики тепловой изоляции не вышли за пределы, допускаемые проектом ракеты. Однако при воздействии полетных факторов нагружения разрушение при отслоении тепловой защиты может привести к серьезному изменению режима работы баковых систем.
     Причиной, повлекшей за собой отслоение после работ по криогенной заправке, явилась недостаточная изученность механизма адгезии покрытия. Дело в том, что в состав протекторного покрытия входит масло АКОР, снижающее адгезионные характеристики эпоксидной грунтовки с анодной пленкой поверхности баков. По результатам более основательных исследований введена дополнительная процедура нанесения на пленку эпоксидной эмали. Все мероприятия были реализованы с очередного блока Ц ракеты 5С.
     Отмечалось завышенное время наддува бака окислителя и нерасчетный характер роста давления. Исследование подтвердило, что автоматический регулятор давления наддува из-за попадания влаги и ее подмерзания не позволял реагировать немедленно на момент повышения давления в баке. Доработка свелась к мерам, исключающим попадание влаги в штуцер дренажа утечек.
     При достижении свободного объема в баке окислителя до 15 м³ возникло частое открытие дренажно-предохранительного клапана по сигналам реле давления. Это происходило из-за задержки времени закрытия дренажного клапана, что приводило к падению давления в баке до уровня настройки реле давления, а это, в свою очередь, - к включению наддува и росту давления в баке до следующего открытия дренажного клапана. Для дальнейших работ с ракетами 4М и 5С были введены ограничения по минимальному свободному объему в баке. С ракеты 6СЛ был введен модифицированный вариант регулятора наддува бака со временем реагирования не более 0,3 с.
     Была замечена повышенная утечка газа из межтоннельного пространства водородного бака, связанная с негерметичностью уплотнения - доработана конструкция. Сработали от солнечного света пожарные извещатели. Засветка датчиков дневным светом произошла через люки обслуживания двигательной установки. Введены светозащитные решетки.
     13 апреля этого года был произведен первый пуск ракеты "Зенит". Двигатель РД-170 начал летать. Руководство докладывало, что первый этап летных испытаний "Бурана" начался. В августе вышло наше извещение, обязывающее вести изготовление ракеты 6С в летном варианте.
     В октябре 1985 г. руководством Минобщемаша была принята наша концепция "опережающего" пуска ракеты 6С, которая в летном исполнении именовалась 6СЛ. Планировалось выполнить этот пуск в 1986 г., до пуска ракеты в варианте 1Л.
     В ноябре большая бригада конструкторов, рабочих, руководителей главков, заместителей министра во главе с Баклановым выехала на полигон для организации сборки ракеты и подготовки стартового комплекса к пуску 6СЛ.

Далее...