В 20-х годах Цандер разработал проект летательного аппарата для полета в космическое пространство. Взлет в верхние слои атмосферы должен был осуществляться с помощью специального поршневого двигателя, а затем включался ракетный двигатель.
Вдохновляющим началом в творчестве Цандера послужила встреча с Владимиром Ильичем Лениным в Москве. По словам Цандера, Владимир Ильич в конце беседы пожелал ему успеха в работе и обещал поддержку. И действительно, поддержку Ленина, всей советской общественности энтузиаст межпланетных полетов чувствовал постоянно. Это способствовало достижению им столь высоких результатов в неизведанной и сложной отрасли науки и техники.
Известный советский аэродинамик, ближайший ученик Н. Е. Жуковского профессор В. П. Ветчинкин в 1927 г. так охарактеризовал место работ Ф. А. Цандера в развитии ракетной техники и космоплавания: «Работы Ф. А. Цандера по расчету межпланетных путешествий и проекту межпланетного корабля, несомненно, стоят на одном из первых мест в мировой литературе по этому вопросу…
По пути К. Э. Циолковского пошли иностранные ученые Эсно-Пельтри, Годдард, Оберт и Валье, которые, собственно, повторили работы К. Э. Циолковского… Существенно новое внес в этот трудный вопрос Ф. А. Цандер…».
Аппарат для космических полетов Цандера имел крылья для полета в атмосфере и планирующего спуска. Для пробивания низких слоев атмосферы Цандер предлагал взлетать с помощью двигателей легкого типа, приспособленных для получасовой работы, и только в верхних слоях атмосферы переходить на ракетные двигатели. Тогда же Цандер предложил сжигать в ракетах твердое горючее, в частности металлы, в дополнение к обычному топливу для повышения температуры сгорания. Он рассчитывал даже пользоваться в качестве горючего ненужными частями самой ракеты.
В своей автобиографии, написанной в 1927 г., Цандер указывает девять пунктов, по которым ему принадлежит первенство, а сверх них он еще скромно перечисляет труды по конструкции межпланетного корабля, его двигателей, ракеты и т. п. Но именно эти работы, перечисленные им в конце, выступили в последние годы его жизни на первый план. В 1929 г.[2] он закончил расчеты и создал конструкцию реактивного двигателя ОР-1 (опытный ракетный первый) с тягой 5 кг. В нем имелись основные элементы современного реактивного двигателя: камера сгорания, охлаждение компонентами горючей смеси, система подачи топлива, электрическое зажигание. Опыты с ОР-1 Цандер проводил с 1930 г. К 1932 г. он осуществил свыше пятидесяти огневых испытаний. В качестве горючего служил бензин, в качестве окислителя — сжатый воздух. Проводились опыты по использованию в ОР-1 металла в качестве горючего.
В тот же период был создан жидкостный реактивный двигатель в Ленинграде, в Газодинамической лаборатории (ГДЛ). В ней проводились исследования по ракетной технике, а экспериментальные работы по ракетным двигателям начались в мае 1929 г. В это время в составе ГДЛ и появилась специальная опытно-конструкторская организация. В 1929–1930 гг. там была теоретически и экспериментально доказана принципиальная работоспособность электрического реактивного двигателя (ЭРД). В нем в качестве рабочего тела использовались проводники, взрываемые электрическим током в камере с соплом.
Из дальнейших работ Газодинамической лаборатории необходимо отметить такие, как обоснование возможности применения в качестве окислителей для жидкостно-реактивных двигателей азотной кислоты, азотного тетрооксида, перекиси водорода, хлорной кислоты, тетранитрометана и их растворов друг в друге. В качестве горючего предлагались бериллий и другие вещества. Эти предложения были высказаны в 1930 г. В том же и в 1931 г. в Газодинамической лаборатории были построены жидкостно-реактивные двигатели ОРМ-1 (опытный реактивный двигатель первый) и ОРМ-2. Оба эти двигателя работали на азотном тетроксиде с толуолом и бензином. Тогда же было проведено 50 стендовых огневых испытаний этих ЖРД. Интересно отметить, что уже первый из этих двигателей, работая на бензине и жидком кислороде, развил тягу 20 кг.
К другим достижениям работников Газодинамической лаборатории относится изобретение в 1931 г. самовоспламеняющегося топлива и химического зажигания. В 1932 г. были разработаны двигатели с ОРМ-2 до ОРМ-22. На них отрабатывались тип зажигания, метод запуска и система смешения при работе на различных топливах. Очень интересно отметить, что уже во время стендовых испытаний в 1932 г. в качестве окислителей использовались жидкий кислород, азотный тетроксид, азотная кислота, растворы азотного тетроксида в азотной кислоте, а в качестве горючего — бензин, бензол, толуол, керосин.
1933 год был новой вехой в творческих исканиях работников Газодинамической лаборатории. В один только этот год были разработаны и испытаны двигатели с ОРМ-23 по ОРМ-52. В том же году двигатели ОРМ-50 с тягой 150 кг и ОРМ-52 с тягой 300 кг прошли официальные испытания, вроде бы сдали государственные экзамены. Любопытна следующая деталь: люди, конструировавшие жидкостные реактивные двигатели, располагались в Петропавловской крепости, недалеко от усыпальниц монархов, которые держали под спудом идеи Кибальчича и Циолковского.
Летом 1932 г. и в январе 1933 г. состоялись первые встречи представителей Мосгирда и ГДЛ. Эти встречи происходили в Ленинграде. Гостям была показана работа первых жидкостных реактивных двигателей. Разумеется, эти демонстрации происходили не на летающих ракетах, а на стенде. Двигатели закреплялись и запускались. В процессе их работы измерялись тяга, давление и другие параметры.
В том же 1932 г. при стендовых испытаниях ЖРД присутствовал известный ученый аэродинамик В. П. Ветчинкин. Он дал очень высокую оценку двигателю нового типа. В начале 1933 г. на испытаниях ЖРД был начальник вооружения Красной Армии Маршал Советского Союза М. Н. Тухачевский. Он дал положительный отзыв о работе, проведенной сотрудниками Газодинамической лаборатории по жидкостным реактивным двигателям.
Значение исследований и практических экспериментов Газодинамической лаборатории в нашей печати было охарактеризовано так: «В ГДЛ в 1929–1932 годах были созданы и успешно опробованы в действии наши первые отечественные жидкостные ракетные двигатели, работавшие на жидком кислороде, азотном тетроксиде, азотной кислоте и толуоле, бензине, керосине. Он совсем невелик, первенец ОРМ-1, — двигатель, развивший тягу всего 20 килограммов! Но это было лишь начало, а впоследствии коллектив, выросший из ГДЛ, создал многие другие двигатели, например уже упоминавшийся ОРМ-52, а затем и более мощные и, наконец, прямые их потомки — современные мощнейшие двигатели для могучих советских ракет-носителей, прокладывающих дорогу в космос».
1931 год знаменателен для предыстории советских ракет. В этом году при Осоавиахиме была создана Центральная группа по изучению реактивного движения, технический совет которой возглавил Ф. А. Цандер. В работе группы принимали участие инженеры, техники, студенты. В дальнейшем по инициативе энтузиастов ракетной техники при ГИРДе была создана производственная группа.
Осенью 1931 г. в Ленинграде также была основана группа по изучению реактивного движения (ЛенГИРД). В ЛенГИРДе под руководством Владимира Васильевича Разумова в 1931–1933 гг. было спроектировано и построено несколько ракет, часть из которых удалось тогда же испытать в полете. Ракеты В. В. Разумова назывались регистрирующими, они были предшественницами современных метеорологических ракет.
Тем временем в Москве Цандер развернул работы по созданию спроектированного им нового реактивного двигателя ОР-2. Он предназначался для установки на планер РП-1 конструкции Б. И. Черановского.
В новом двигателе в качестве горючего был использован бензин, в качестве окислителя — жидкий кислород. Этот двигатель можно отнести к классу ЖРД. Он имел тягу уже 50 кг. Огневые испытания ОР-2 были произведены весной 1933 г., когда больной конструктор находился в больнице. Испытания ракеты ГИРД-Х, построенной под руководством Цандера, производились уже после его смерти, осенью 1933 г. Вот как описывает инженер Л. К. Корнеев, непосредственно работавший с Ф. А. Цандером, это событие: «…25 ноября 1933 года одна из первых советских ракет на жидком топливе, изготовленная по идее Ф. А. Цандера, была установлена в окрестности Москвы в пусковой станок.
