Зато ракетам с жидкостными двигателями в интересах полета в стратосфере Сергей Павлович отвел более существенное место. Вот данная им характеристика этих ракет: "Необходимо отметить большое значение подобных конструкций, работа которых уже не является кратковременным реактивным выстрелом, а может продолжаться заданное время... Возможно умышленное изменение режима, т. е. управление двигателем".
Этим двигателям он отводил роль сердца ракетных аппаратов для полета человека на больших высотах. Это утверждение Сергей Павлович подкрепил расчетами весовых характеристик аппарата с двигателем на жидком топливе.
Первое, что учел Сергей Павлович, - вес экипажа. "Здесь, - говорил он, - речь может идти об одном, двух или даже трех людях"... Второе - жизненный запас, "Сюда, - пояснял Королев, - войдут все установки, приборы и приспособления для поддержания жизненных условий экипажа при его работе на большой высоте". Третье - "кабина, которая очевидно будет герметической". Вес кабины Сергей Павлович принимал в полтонны.
Так же обстоятельно проанализировал Сергей Павлович вес и возможности силовой установки. Она должна, по его мысли, "допускать взлет и полет (набор высоты) в низших слоях, в тропосфере. Далее - полет с большими скоростями в стратосфере. И, наконец, планирование и посадка".
Сергей Павлович предупреждал всех, кто слишком легко подходил к проблеме ракетного полета: "Реактивный аппарат вряд ли будет проще и легче по весу достаточно известных нам авиационных конструкций... Вес его будет измеряться не десятками, не сотнями, а, быть может, тысячей или даже парой тысяч килограммов и более".
Затем он нарисовал условия взлета аппарата будущего: "Независимо от того, каким образом будет произведен взлет, можно сказать, что он будет, по крайней мере в первой своей части, достаточно медленным. Это будет происходить, во-первых, потому, что организм человека не переносит больших ускорений. Ускорение порядка четырех допустимо, но и то в течение ограниченного времени. Кроме того, низшие, наиболее плотные слои атмосферы выгодно проходить с небольшими скоростями... Таким образом, мы видим, что и здесь реактивный летательный аппарат в период взлета и набора высоты весьма далек от тех сказочных скоростей (и... ускорений), о которых мы так много читали и слыхали".
Далее Сергей Павлович приводит таблицу расходов топлива ракетными двигателями и добавляет: "Рекомендую эту таблицу вниманию конструкторов, собирающихся летать в стратосфере на аппаратах, снабженных реактивными двигателями на жидком топливе".
Как призыв к металлургам о необходимости изыскания новых жаропрочных сплавов, как обращение ко всем изобретателям СССР, прозвучали тогда слова Королева:
"В день открытия нашей конференции, приветствуя ее от имени ВОИЗ, т. Чудновский... брался силами изобретателей выполнить социалистический заказ для скорейшего завоевания стратосферы. От имени реактивщиков могу передать т. Чудновскому задание по топливам, по сплавам высокой огнестойкости, по насосам или иным устройствам для подачи больших расходов топлив и т. д. Можно упомянуть еще ряд неразрешенных вопросов, как то: управление реактивным аппаратом, его устойчивость, вопросы посадки (что, как можно предполагать, будет делом нелегким), необходимость создания совершенно новых приборов для управления, различных наблюдений и т. д.".
Сергей Павлович присоединился к мнению, высказанному О. Н. Розановым и В. С. Пышновым, об ограниченных возможностях винтомоторной группы летательных аппаратов, при использовании которой "скорость полета в стратосфере едва ли превысит 700 километров в час". Справедливость этого мнения была подтверждена последующим развитием авиации.
И, напротив, перспективу реактивных аппаратов Сергей Павлович видел весьма радужной: "Предел высот и скоростей у реактивных летательных аппаратов будет, несомненно, значительно выше, но задать сегодня эти цифры я не берусь из-за значительной пока что еще свежести этого вопроса и по целому ряду других соображений. И если нет у реактивных аппаратов таких близких и низких пределов, как у стратопланов с винтомоторной группой, то все же до реального еще достаточно далеко".
И в заключение примечательные фразы: "Работа над реактивными летательными аппаратами трудна, но необычайно интересна и многообещающа. Трудности, в конечном счете, несомненно преодолимы, хотя, быть может, и с несколько большим трудом, чем это кажется на первый взгляд".
О том, какое впечатление на участников конференции произвело выступление С. П. Королева, вспоминает член-корреспондент Академии наук Б. В. Раушенбах: "В 1934 году, будучи студентом, я пробрался в конференц-зал Академии наук. Я запомнил только его доклад. Меня поразила его уверенность в том, что можно и должно летать на аппарате с ракетным двигателем".
Об интересе к докладам ученых-ракетчиков говорит и такой штрих. Когда предоставлялось им слово, Президент Академии наук А. П. Карпинский уходил с председательского места, садился рядом с докладчиками и, приложив руку к уху, внимательно слушал их.
После заседания, на котором выступили С. П. Королев и М. К. Тихонравов, их окружили молодые специалисты по космическим лучам, астрономы. Они хотели знать, когда ракеты поднимут исследователей или хотя бы приборы повыше, чем самолеты и стратостаты, за пределы атмосферы.
"Книжка разумная, содержательная и полезная"
Призывом к ученым, конструкторам и инженерам двигать вперед ракетное дело Сергей Павлович не ограничился. Стараясь сделать строительство ракет общенародным делом, он написал книгу "Ракетный полет в стратосфере", выпущенную в свет Воениздатом в 1934 году. Тогда эта книга популяризировала идеи ракетной техники, делала их понятными красноармейцу, рабочему, школьнику. Сейчас она приобрела новое звучание, как свидетельство формирования и развития идей, воплощению которых Королев посвятил всю свою жизнь.
В предисловии обращает на себя внимание категорическое признание ракеты в качестве "исключительного и незаменимого средства для высотных и сверхвысотных полетов и достижения огромнейших скоростей".
И еще в предисловии разъясняется мысль о том, зачем нужно широко популяризировать знания о ракете: "Чтобы избежать всевозможных сюрпризов и неожиданностей", - говорил Королев и предупреждал, что назначение "всех работ, ведущихся в этой области в империалистических странах... для целей войны".
В своей книге С. П. Королев привел классификацию ракет по их устройству.
На первое место он поставил бескрылые ракеты; мы теперь называем их баллистическими - они основа современного ракетного арсенала. На второе - крылатые ракеты, имеющие ныне громадное распространение.
Особое место (и не без оснований, как покажет потом наука) Королев отводит ракетным аппаратам, состоящим из ряда последовательно действующих ракет. "Причем,- как поясняет Сергей Павлович, - ракета, уже отработавшая, в полете для облегчения отцепляется и сбрасывается".
И наконец Сергей Павлович специально выделяет группу управляемых ракет, которые в будущем явятся по-настоящему новым словом техники. Он предусматривает также управление ракетами автоматами или человеком, находящимся на борту.
В главе "Характеристики ракетных двигателей и аппаратов" подчеркивается мысль, органически вытекающая из очень серьезного отношения Сергея Павловича к проблемам ракетного полета: "Необычайная простота и даже известная схематичность ракетных устройств не должны служить поводом к излишнему легкомыслию при работах в этой области".
"...Длина пути, проходимого по инерции, без мотора, может составить очень большую величину, в несколько раз превосходящую путь, пройденный с мотором" - писал Королев. У современной баллистической ракеты, имеющей дальность до 13 тысяч километров, активный участок составляет небольшую часть пути, а дальше ракета летит по инерции.
В одной из глав Сергей Павлович рассмотрел возможности применения ракетных аппаратов и в заключение не без юмора заметил: "Достаточно ограничиться приведенным кратким перечнем уже имевших место случаев применения ракетных аппаратов для тех или иных целей, оставляя все прочие вопросы в области фантастики, где им пока что и надлежит по справедливости быть".
Главное внимание в своей книге Сергей Павлович уделил аппаратам и ракетным двигателям на жидком топливе, которые уже тогда обещали поднять человека на большие высоты. А в его словах об ученом из Калуги звучит гордость соотечественника: "Основоположником и теоретиком ракетного полета справедливо считается К. Э. Циолковский, наш ученый, известный своими работами в различных областях науки".
Сергей Павлович уже знал труды Циолковского в их историческом развитии:
"Ракета, действующая на жидком топливе, была предложена К. Э. Циолковским еще в 1903 г., - писал Королев в своей книге, - как средство для полета человека в межпланетном пространстве. В то время К. Э. Циолковский еще не дает конструктивного проекта своего звездолета, считая необходимой предварительную, более детальную разработку его идеи с принципиальной стороны...
С развитием своих проектов К. Э. Циолковский все больше и больше уделяет внимания самому источнику движения ракеты - ракетному двигателю, вопросам подачи топлив, управления двигателем и т. д.".
И далее Сергей Павлович еще раз повторяет вывод: "Только имея двигатель, работающий на новом принципе, притом достаточно надежный и совершенный, можно совершить полет на высоте и, возможно, когда-нибудь даже в межпланетном пространстве".
Развивая мысль о том, что в центре внимания должен стоять двигатель, Сергей Павлович ссылается на историю авиации, ему хорошо известную: "До тех пор пока не было мотора, все проекты оставались в области фантазии, а практические попытки не шли дальше эпизодически совершаемых прыжков на небольшие расстояния, очень часто оканчивавшихся катастрофой".
Видимо, вспоминая свою неудавшуюся попытку создать легкий самолет дальнего радиуса действия, Сергей Павлович предупреждает: "Еще и сейчас, несмотря на огромный прогресс техники авиационного моторостроения, многие задачи не решены из-за несовершенства агрегатов".
Когда он писал эти строки, ему, наверное, вспомнился неяркий летний день, площадка у ангара, где в беспорядке громоздились остатки от его СК-4, сидящий прямо на траве летчик Кошиц, не замечающий своих испачканных рук и лица. Велико было огорчение, что разбит единственный экземпляр машины. С годами боль от той неудачи прошла, и Сергей Павлович даже пошучивал с Кошицем, вспоминая аварию:
У разбитого корыта
Собралася вся семья,
Лицо Кошица разбито,
Улыбаюсь только я...
А в книге он, умудренный жизнью, еще и еще раз подчеркивает подчиненность всех остальных разделов ракетной техники проблеме двигателя:
"Все остальные, пусть даже самые сложные, вопросы в процессе работы с летающими моделями объектов и целыми объектами (а летать они будут наверняка в том случае, если есть надежный двигатель), несомненно, будут своевременно и достаточно полно разрешены".
В высказываниях Сергея Павловича очень существенно утверждение, что ракета будет летать наверняка (!), если есть надежный двигатель, и что все вопросы, несомненно, будут своевременно и достаточно полно разрешены. Эту уверенность выводов дал Сергею Павловичу уже накопленный опыт постройки и полетов отечественных ракет.
Далее автор вспоминает о своих расчетах ракетоплана на основе планера, имевшего форму треугольника. Размах его крыла был 12,1 м, длина планера 3 м, высота 1,25 м, площадь крыла 20 м, вес без ракетного двигателя 200 кг. На планер, в его центроплане, были установлены ракетный двигатель, баки и вся проводка. Ракетный двигатель брался с разной тягой - 50 и 100 кГ.
И что же получилось? В первом случае разгон планера с ракетным двигателем занимал минуту, скорость у земли достигала 139 км/час, потолок 810 м, продолжительность полета 6 мин и дальность 13 км. Во втором случае разгон занимал треть минуты, скорость у земли достигала 200 км/час, потолок 1400 м, продолжительность полета 4 мин и дальность 20 км.
Из этих примеров Сергей Павлович делал вывод, что при тяге 50 кГ полет совершается фактически с большим трудом и до ничтожного потолка. Лучше обстоит дело с тягой 100 кГ, но для более продолжительного полета пришлось бы и в этом случае брать такое количество горючей смеси, что аппарат не поднялся бы в воздух. И снова автор утверждает, что в будущем человек непременно осуществит подъем при помощи жидкостного ракетного летательного аппарата на некоторую высоту от земли и полет в течение более или менее продолжительного промежутка времени по заданному маршруту.
В этой книге Сергей Павлович впервые делает прикидку веса высотного самолета с ЖРД, о чем в дальнейшем выскажется еще более определенно. Пока же он дает лишь отправные данные по весу экипажа (от 100 до 300 кг), герметической кабины (около 300 кг) и по общему весу аппарата (2000 кг).
Автор анализирует возможности снижения веса силовой установки путем выбора системы подачи топлива в камеры сгорания. Вытеснительную систему, которая связана с высоким давлением в баках и необходимостью их упрочения, автор считал менее перспективной, чем насосная, но подчеркивал: при особенно емких баках. Действительно, насосные системы подачи топлива для крупных ракет по весовым данным ныне считаются предпочтительнее вытеснительной.
Беспилотные ракеты, по мнению автора, обгонят самолеты в завоевании высоты. В его устах, устах строгого реалиста, очень убедительно звучат слова о бескрылых ракетах: "Достижение высот в 20-50-100 км при помощи, например, бескрылых ракет является делом вполне реальным". Это говорилось тогда, когда потолок полета самолетов исчислялся всего несколькими километрами.
"Теоретически, - напоминал Сергей Павлович, - ракета потолка не имеет". И тут же подчеркивал совершенно исключительное место ракеты в исследовании стратосферы.
Рассматривая научное значение ракеты, Сергей Павлович уже в 1934 году предупреждал читателей:
"Понятно, что в империалистических странах ракета меньше всего будет использована для научных и исследовательских целей. Ее главной задачей будет военное применение, причем значительная высота и дальность ее полета как раз и являются для этой цели наиболее ценными качествами".
Жизнь подтвердила пророческие слова С. П. Королева. Начиная со второй мировой войны значение ракет в военном деле все возрастало, пока они не выдвинулись на первое место среди других видов оружия.
В заключении к книге Сергей Павлович выступал против чрезмерного оптимизма в отношении применения ракет для полетов в стратосфере и межпланетном пространстве: "Принято считать, - замечал он, - что будущее завоевание стратосферы, а сегодняшнее расширение границ земной авиации зависят исключительно лишь от того, как скоро мы захотим поставить на самолет ракетный двигатель. Но дело обстоит далеко не так просто и ясно. Полет человека в ракетном аппарате пока невозможен. Запуски в стратосферу беспилотных бескрылых ракет - задача сегодняшнего дня".
И еще раз Сергей Павлович провозгласил главный лозунг того этапа развития ракет: "В центре внимания - ракетный мотор!".
Вслед за ним бросил другой призыв: "От общих мест, рисунков и схем - к глубокой научной проработке каждой отдельной темы!". И здесь он дал конкретные темы для исследований и решений, и особенно много по ракетному двигателю.
"Мы уверены, - завершал книгу Сергей Павлович,- что в самом недалеком будущем ракетное летание широко разовьется и займет подобающее место в системе социалистической техники. Ярким примером тому может служить авиация, достигшая в СССР такого размаха и успехов. Ракетное летание, несомненно, может претендовать в своей области применения вряд ли на меньшее, что со временем должно стать привычным и заслуженным".
В настоящее время, в эпоху ракетного оружии и космонавтики успехи ракет стали действительно привычными и заслуженными.
Книга Сергея Павловича нашла отклик в авиационной прессе. "Вестник Воздушного Флота" поместил на нее благожелательную рецензию. Особо журнал отмечал главу о двигателях. "В этой главе, - говорилось в рецензии,- чрезвычайно кратко и ясно излагается понятие о ракетных двигателях и их элементах и дается краткая классификация существующих ракетных систем. Эта глава является особенно интересной".
Журнал "Самолет" включил книгу Сергея Павловича в список тех книг, иметь которые "необходимо для библиотек аэроклубов".
Тепло отозвался о книге К. Э. Циолковский 8 февраля 1935 года в письме в Стратосферный комитет (В. А. Сытину): "...С. П. Королев прислал мне свою книжку "Ракетный полет", но адреса не приложил. Не знаю, как поблагодарить его за любезность. Если возможно, передайте ему мою благодарность и сообщите его адрес. Книжка разумная, содержательная и полезная".
Лестная оценка основоположника ракетной техники звучала добрым напутствием автору. Сейчас, когда с момента выхода книги в свет прошло более 34 лет, видно, как важно было вовремя определить действительные нужды в развитии ракетной техники, наметить, чем она может быть полезна в ближайшее время.
Снова крылатые
После слияния двух коллективов - ГИРДа и ГДЛ - в Реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ) С. П. Королев сделал верный выбор, имевший далеко идущие последствия. Ученый и конструктор предпочел административной работе непосредственное решение насущных научно-экспериментальных задач ракетной техники.
В институте еще ближе стали ему товарищи, работавшие с ним над крылатыми ракетами, - первый помощник Е. С. Щетинков, специалист по гироскопическим автопилотам С. А. Пивоваров, молодые инженеры М. П. Дрязгов, Б. В. Раушенбах, А. В. Палло.
В этом дружном коллективе и родилась идея выпуска целой серии крылатых ракет под индексом 06/1, 06/2 и т. д. (в знаменателе указывался порядковый номер ракеты). Ракета 06/1, представлявшая собой модель бесхвостого планера с двигателем от ракеты 09, уже испытывалась раньше. Ракета 06/2 являлась копией будущей большой ракеты 06/3 (другое обозначение - 216). "Сердцем" у нее был такой же двигатель, как и у первой жидкостной ракеты 09.
О полете крылатой ракеты 06/2 вспоминает М. К. Тихонравов. Кроме него, на старте находились Королев и Щетинков, механики. После взлета ракета устремилась вверх и пошла на петлю. Замкнув мертвую петлю, она пролетела на высоте примерно в два метра и в пяти метрах от людей. Двигатель продолжал работать, ракета пошла на вторую мертвую петлю и в конце ее врезалась в землю.
Когда вопросы динамики полета на модели 06/2 были отработаны, началась постройка ракеты 06/3, имевшей вид миниатюрного самолета с размахом крыла в три метра. На ней был установлен двигатель 02, начатый разработкой еще при Цандере. Позже стали проектировать и строить четвертую крылатую ракету 06/4 (другое обозначение - 212). Это была ракета дальнего действия.
После успешных полетов крылатых ракет Сергей Павлович становится руководителем сектора, а потом и отдела.