Для того, чтобы достоверно определить, высокочастотные ли колебания становились причиной взрыва двигателя, испытатели должны «рыть землю», но найти кронштейны камер сгорания, с помощью которых камеры крепятся к раме двигателя. Если на кронштейнах есть следы «наклёпа», значит, двигатель навестила «высокая частота».
Но трудность создания ракетного двигателя заключается ещё и в том, что, добившись устойчивой работы камер сгорания в тех узких диапазонах, где удалось уйти от высокочастотных колебаний, необходимо ещё и обеспечить возможность регулирования давления в камерах, чтобы получить требуемые параметры полета ракеты.
Это намного усложняет процесс доводки двигателя. Для решения задачи приходится проводить сотни стендовых огневых испытаний – конструкторы опробируют головки камер сгорания с различным расположением форсунок, насыщением пристеночного слоя избытком того или иного компонента топлива, определяют зоны устойчивой работы по соотношению компонентов и давлению в камере.
Пока умные головы в отделах камер сгорания, турбонасосных агрегатов, агрегатов автоматики обдумывают очередные варианты конструкции, в лабораториях «проливают» водой дроссели, клапаны, насосы и пересчитывают результаты «проливок» на реальные компоненты топлива.
Отдел компоновки и увязки параметров двигателя координирует весь процесс доводки, выдает задание на изготовление следующего варианта того или иного опытного агрегета заводу, выпускавшему до войны самолеты ПС-84 («Дуглас DC – 3 Дакота»).
Одни детали и сборочные единицы двигателя можно сделать быстро, для изготовления других требуется значительное время. Для того, чтобы опытные двигатели выходили из сборочного цеха своевременно, такие трудоемкие элементы конструкции, как камеры сгорания или корпуса турбонасосных агрегатов начинают изготавливать заблаговременно, иногда за полгода до окончательной сборки двигателя.
Но пока завод делает детали, стендовые испытания идут полным ходом. По их результатам у конструкторов появляются всё новые и новые идеи, как добиться надежной работы мотора, и конструкторы должны вносить изменения в детали и сборочные единицы, находящиеся в данный момент в производстве, а иногда и на сборочном стапеле. Понятно, что требование конструкторов что-то поменять в почти готовом агрегате, вызывает страшное противодействие со стороны завода.
Вот и обязан начальник отдела компоновки Михаил Рувимович Гнесин не только анализировать результаты огневых испытаний или определять причину взрыва двигателя на стенде, но и особым чутьём предвидеть, составляя план заводу, какие элементы конструкции решат вдруг изменить конструкторские отделы.
Двигатель поступает на стенд, который был, как правило, частично разрушен предыдущим испытанием, особенно, если речь идет о начальном этапе огневых испытаний двигателя новой конструкции. К моменту поступления очередного двигателя стендовая бригада, работая круглосуточно и без выходных, обязана восстановить стенд. Через стендовые переходные устройства двигатель упирается в тензомессдозу – стальной цилиндр с наклеенными на него тензометрическими датчиками. Во время работы двигатель силой создаваемой им тяги сжимает этот цилиндр, а тензодатчики регистрируют едва уловимые деформации металла. Сигналы тензодатчиков после испытания расшифровываются, и испытатели определяют силу тяги, которую выдал мотор.
Топливные магистрали двигателя через сильфоны – гибкие трубопроводы – соединяются со стендовыми трубопроводами. Мотористы через технологические трубки подключают к многочисленным штуцерам двигателя датчики для измерения параметров, проверяют герметичность стыков.
Особого контроля требует установка трубок к датчикам на камере сгорания. Дело в том, что температура газов в камере достигает 3500 градусов по Цельсию, и понятно, что даже кратковременный проток по измерительной трубке газов с такой высокой температурой приведет к прогоранию штуцера на камере сгорания и взрыву двигателя…
Чтобы этого не случилось, мотористы в соответствии со стендовой инструкцией перед установкой измерительных трубок на двигатель должны заполнить трубки спиртом.
Но это – если бы работали немецкие мотористы. Те всё сделали бы точно по инструкции на проведение огневых стендовых испытаний.
Наши же доморощенные умельцы построили график замерзания спиртоводной смеси взависимости от температуры окружающей среды и успешно им пользуются, не давая напрасно пропадать такой стратегически важной жидкости, как спирт.
Мотористы, работающие на стенде, в основном бывшие матросы – подводники Северного флота, то есть те люди, у которых пофигизм уничтожен на корню трудной долей подводника и принципом «все за одного, один за всех». Дисциплинированность и чувство ответственности у таких ребят въелись в кровь.
Вот и ведёт пальцем по графику, в который раз, чтоб не ошибиться, Валерий Вахтин, вот и доливает он бережно, по капле, бесцветную, заменяющую валюту, жидкость со знакомым, веселящим запахом, из одной мензурки в другую. И уж тут можно быть уверенным, все будет сделано точно по графику, лишь бы по непредвиденной причине не перенесли испытание на вечер, когда мороз станет забирать всё круче и круче.
Огневые испытания в те времена проводились сразу же, по готовности двигателя и стенда. Единственным аргументом в пользу задержки пуска было направление ветра в сторону Москвы. В этом случае, даже если двигатель стоял на стенде, с подключением трубок к датчикам можно было подождать.
Если направление ветра не менялось в течение суток, то испытание все равно проводили. Тогда грохот работающего двигателя был слышен даже на Соколе. Струя раскалённых газов, под наклоном вылетающая из сопел двигателя, ударялась в железобетонный отражатель на дне оврага, рядом с Химкой, и взлетала ввысь уже невидимая глазом, может быть, на километр.
И только через несколько минут на близлежащий прекрасный дубовый лес с шуршанием начинал осыпаться дождь черных крупинок прореагировавших компонентов.
Пуск двигателя, наблюдение за его работой и останов осуществляются из пультовой – бетонного сооружения со стенами такой прочности, что не под силу никакому взрыву.
Пусками руководил Марк Маркович Рудный. На этом человеке, ставшем начальником стенда всего через пару лет после окончания института, лежала вся ответственность за испытание.
Техническим заданием на огневое стендовое испытание задавалось время работы двигателя и диапазоны изменения давления в камере сгорания. Как правило, время работы устанавливалось от ста до двухсот секунд, это в том случае, если двигатель работал нормально. Если же в процессе работы появлялась «высокая частота», Рудный должен интуитивно, в доли секунды, по одному ему ведомым признакам, нажатием кнопки попытаться выключить двигатель до взрыва и таким образом спасти его.
Выключать же двигатель беспричинно раньше заданного времени недопустимо, в этом случае задание на испытание считалось невыполненным.
На каждом испытании Марк Рудный, находясь в состоянии невероятного напряжения, наблюдал через бронестекло за работой двигателя. И уж если он нажал аварийную кнопку, то можно быть уверенным – необходимость выключения двигателя обязательно подтверждалась впоследствии записью параметров на осциллограммах.
По мере достижения успехов в доводке двигателей, их производство и испытания перекочёвывали в Днепропетровск на Южный машиностроительный завод.
И тут ЖРД вновь показали свой неуёмный характер: двигатели, прекрасно, без замечаний, работавшие в Химках, на стендах в Днепропетровске вновь начинали взрываться.
Те же материалы, такие же высокоточные детали, точно такие же двигатели – в Химках работали, а в Днепропетровске взрывались.
Южмаш делал двигатель за двигателем, специалисты из Химок, находясь в командировках безвылазно, месяцами работали от зари до зари, на стенде перебывало руководство самого высокого ранга, а двигатели всё равно взрывались.
Наконец, в Министерстве общего машиностроения, образованном после снятия Хрущева, не выдержали, и на Южмаш прилетел Сергей Александрович Афанасьев, человек могучего телосложения и двухметрового роста, с искривлённым, и, может быть, перебитым носом, отчего его лицо выглядело свирепым и бескомпромиссным. Он собрал в кабинете Главного конструктора ракеты Михаила Кузьмича Янгеля совещание. На совещание был вызван и Главный конструктор двигателей академик Валентин Петрович Глушко.
