— Мы использовали трубчатые штанги, с поверхностной закалкой токами высокой частоты, — пояснил Челомей. — Для снижения трения штанги двигаются в корпусе на роликах, то есть, мы заменили трение скольжения трением качения. Подобрана устойчивая к условиям вакуума и особо низких температур смазка из дисульфида молибдена, вот её я и хотел предложить использовать для подвижных частей в условиях вакуума. Ударная нагрузка компенсируется гидравлическими амортизаторами. В качестве топлива использована жидкая взрывчатая смесь керосина и тетраоксида азота. Детонация производилась одновременным впрыском в зону подрыва трёх компонентов — горючего, окислителя и жидкого сплава калия с натрием, впрыскиваемого небольшими порциями в струю взрывчатого вещества с регулируемой частотой.
— Мы понимаем, что взрыв жидкой смеси в вакууме значительно менее эффективен, чем её горение в камере сгорания ракетного двигателя. Целью эксперимента было исследование живучести конструктивных узлов импульсного движителя в реальных условиях космического вакуума. То есть, в том числе, надо было понять, не приварятся ли скользящие части к неподвижным, из-за испарения смазки в вакууме.
Аппарат на экране выбросил из форсунки в центре плиты порцию топлива. Позади плиты сверкнула яркая вспышка, плита откатилась вперёд на амортизаторах, затем вернулась в исходное положение, снова сверкнула вспышка, и цикл повторился. Скорость росла медленнее, чем у обычной ракеты, но всё же росла.
— Как видите, предложенная система амортизации даже в условиях вакуума вполне работоспособна, — сказал Челомей. — Аппарат поднялся в открытый космос вертикально до высоты 150 километров, после чего был осуществлён возврат в атмосферу опорной плитой вперёд, и посадка на парашюте.
— А где вы этакое чудо нашли, Владимир Николаич? — заинтересовался Хрущёв. — Я про эту самую... Жидкую взрывчатку.
— Так это же самое обычное ракетное топливо, Никита Сергеич, — ответил Челомей. — Только мы путём впрыска детонирующего компонента заставили его не гореть, а взрываться в импульсном режиме, чтобы получить имитацию ударного воздействия на опорную плиту.
— А нашли это чудо в Военно-инженерной академии имени Куйбышева. Они там, на кафедре машин инженерного вооружения, отыскали через ВИМИ информацию, и делают на основе этой технологии взрывогенератор для разрушения скальных пород и бетона очередью микровзрывов. (Источник http://coollib.com/b/236730/read) Весьма интересная и многообещающая технология, должен сказать. Я даже позвонил заместителю председателя Госстроя товарищу Соколову, рекомендовал ему к этому взрывогенератору присмотреться.
— Вот как? — удивился Никита Сергеевич. — Интересно и очень необычно. Но ведь этот ваш микровзрыв не сравнится по мощности с ядерным взрывом? Как можно сравнивать несравнимые воздействия?
— Совершенно верно, мы и не сравниваем, — пояснил Челомей. — Задача была — отработать механизм амортизации плиты в условиях реальных ударных нагрузок при детонации, а также вакуума и низкой температуры. Посмотреть, не будет ли перекосов и заеданий, пригодна ли смазка, достаточна ли живучесть. На Земле такие испытания провести очень трудно, а в космосе, на границе атмосферы и вакуум и холод — «бесплатные».
— Кроме того, мы оценили эффективность схемы взрыволёта. Конечно, получилось ожидаемо плохо, но все-таки почти 10% энергии взрыва конвертируется в кинетическую энергию плиты и далее передается кораблю. Для химической реакции это недопустимо мало, ЖРД преобразует в энергию движения струи до 99% энергии топлива. Но вот если взрыв не химический... В общем, товарищи, моё мнение, — веско произнес Владимир Николаевич, — «Орион» должен быть построен.
Хрущёв, выслушав Челомея, предложил программу экспериментов одобрить:
— Неважно, какой корабль в итоге мы решим строить, эти эксперименты уже принесли полезные результаты, а стоят они недорого, — пояснил свою позицию Первый секретарь.
Михаил Макарович Бондарюк коротко рассказал о ходе работ над малогабаритными ядерными реакторами для спутников, после чего на сцену для доклада поднялся со своими плакатами академик Расплетин:
— Товарищи! Я хочу сразу предупредить. То, о чём я сейчас расскажу, представляется противоречащим некоторым основополагающим законам физики, в частности — закону сохранения импульса. Но мы провели несколько десятков экспериментов, в различных условиях, как в атмосфере, так и в вакуумной камере, и получили очень неожиданные, но вполне однозначные результаты. Я бы ни за что не решился выступать перед вами, но Мстислав Всеволодович просил очень убедительно.
— Итак, — Расплетин повернулся к плакату. — Товарищ Берг попросил меня собрать небольшую лабораторную установку для проверки неожиданного эффекта, который якобы наблюдал один зарубежный изобретатель. Установка очень проста, она представляет собой вакуумную камеру в виде усечённого конуса, в которую направлен выходной волновод от магнетрона мощностью 1,1 киловатта. Камера была подвешена на крутильном маятнике внутри вакуумной камеры большего размера, имитирующей условия космического пространства. После подачи напряжения на магнетрон, динамометры зарегистрировали очень небольшую, но постоянную силу тяги, около 200 миллиньютонов, направленную к широкому концу подвешенной камеры. При этом никакого истечения вещества, разумеется, не было.
— Что-о? — спросил с места Глушко. — Вы хотите сказать, что сделали двигатель малой тяги, не требующий топлива?
— Мы снова и снова повторяли эксперимент, меняя измерительные приборы. Разброс в показаниях находился в пределах погрешности приборов. Товарищи, — Расплетин удивлённо развёл руками. — У меня нет объяснения этому явлению. Я лишь прошу принять эту информацию к сведению. Возможно, кто-то из профильных специалистов найдёт разгадку.
Сидевший в президиуме рядом с Хрущёвым Келдыш, нагнувшись, шепнул на ухо Первому секретарю:
— Никита Сергеич, поддержите Расплетина, иначе его сейчас двигателисты заклюют. А эффект получен очень многообещающий. Я вам потом подробно расскажу.
Хрущёв тут же сообразил, что речь идёт о какой-то информации из будущего, и ринулся в бой:
— Товарищи! Я вижу скептическое отношение у присутствующих здесь двигателистов. Предлагаю не отвергать результаты, полученные Александром Андреевичем, что называется, с места в карьер. Да, возможно, он ошибается. А кто не ошибался? Но если он прав, и это действительно двигатель, работающий без топлива...
— Если точнее — без выброса массы, — поправил академик Келдыш.
— Ну да... В общем, перспективы-то вырисовываются очень даже интересные! Так что нам стоит, — Хрущёв сделал паузу. — Что нам стоит поставить эту штуку на экспериментальный спутник и запустить на нашем новом лёгком носителе, что нам так кстати сделал товарищ Янгель? Стоит эта ракета значительно дешевле «семёрки» товарища Королёва, а экономический и научный эффект от эксперимента товарища Расплетина может оказаться очень даже большой. В конце концов, на то мы и строим социализм, чтобы ни одна перспективная научная идея не пропала даром!
— Спасибо, Никита Сергеич. Ваша поддержка, чувствую, будет очень кстати, — Расплетин снял плакаты и прошёл на своё место.
Двигателисты некоторое время переговаривались между собой, похоже, вышучивая Расплетина, за то, что полез не в свою область, но затем притихли. В конце концов, Первый секретарь, может и дурак, но удачливый, сколько раз уже за последние пять лет он вылезал с какой-нибудь абсолютно безумной на первый взгляд идеей, и при этом попадал в точку.
Объявили перерыв. Курящие повалили из зала, Глушко, Исаев, Косберг обступили Расплетина и Берга, дотошно выясняя, по какой методике и какими приборами Александр Андреевич измерял тягу. Допрашивали его весь перерыв, но грубых ошибок в методике измерений не нашли.
Хрущёв тем временем посоветовался с Келдышем:
— Мстислав Всеволодович, вы сами в курсе, что за эксперимент товарищ Расплетин проводил?
— В курсе, — кивнул Келдыш. — Специалисты в ИАЦ накопали в документах сообщение о разработке под названием EmDrive — буквально: «Электромагнитный двигатель» (http://ru-universe.livejournal.com/903292.html). Выходить с этой темой на наших двигателистов мы с товарищем Серовым не решились — вы сами видели их реакцию. Побоялись, что они постараются под благовидным предлогом похоронить идею.
— Да это и не их тематика — это, скорее, к радиолокаторщикам. Обратились к Акселю Ивановичу Бергу, под видом необходимости подтверждения результатов западного эксперимента. Вместе с ним приехали к Александру Андреевичу, обсудили. Устройство хотя и нетривиальное по замыслу, но конструктивно несложное, сделали его быстро. Товарищ Расплетин взял с полки киловаттный магнетрон, ну и... Сложнее оказалось вакуум обеспечить.
— Вы хотите сказать, что эта штука будет работать?
— Так уже работает.
— А почему же тогда там, в 2012-м, ещё не летают к другим планетам? — тихо спросил Никита Сергеевич.
— Хороший вопрос... Я над этим уже пять лет голову ломаю, — ответил академик. — Сдаётся мне, они там, с этими событиями, потеряли веру в себя. Им просто незачем стало стремиться вверх. Можно жить проще и удобнее, не напрягаясь. Сдали страну обратно капиталистам и расслабились.
— Тьфу ты... — Первый секретарь раздосадованно сплюнул. — Корыто придвинули поближе, а букварь отобрали.
— Ну... вроде того.
— А вы не в курсе, чего это адмирал Кузнецов товарища Исанина привёл? — спросил Хрущёв. — Проблемы-то вроде обсуждаем космические, а не флотские. Ну, Кузнецов, понимаю, про космическую связь и навигацию пришёл послушать... Но почему они возле Алексея Михалыча (Исаева) кучкуются?
— Они хотят один совместный проект предложить, — ответил Келдыш. — На первый взгляд может показаться чистым безумием, но в нём есть рациональные идеи. Я бы рекомендовал не отвергать его с порога.
— Хорошо, послушаем.
Доклад начал Алексей Михайлович Исаев, разработчик жидкостных ракетных двигателей для верхних ступеней ракет-носителей, а также для небольших ракет военного назначения. Тем большее удивление вызвала его идея.
— Товарищи! В конце 1956 года мы начали проводить анализ проекта мощного американского ракетного двигателя F-1. (АИ, см. гл. 02-18) Должен сказать, нас эта информация очень обеспокоила. Руководству Главкосмоса мы уже подробно докладывали, и сейчас хотим предупредить руководство страны. Товарищ Хрущёв! Товарищи! Американцы готовят рывок, причём очень мощный. Двигатель у них уже доведён до стадии огневых испытаний. Возможно, в эту самую минуту они его прожигают. (Первое огневое испытание полностью скомпонованного тестового F-1 было совершено в марте 1959 года.) Вполне вероятно, что у противника возникнут некоторые технические проблемы с высокочастотными вибрациями. Предпосылки такие в конструкции имеются. (Отладка двигателя F-1 в реальной истории заняла 7 лет). Тяга двигателя F-1 прогнозируется нами около 700 тонн. Имея такой двигатель, противник к середине следующего десятилетия сможет выводить на низкую орбиту грузы массой ориентировочно до 130 тонн.
Исаев сделал паузу, поглядывая на озабоченно завозившегося в кресле Глушко. Валентин Петрович достал из внутреннего кармана пиджака маленькую логарифмическую линейку и начал что-то сосредоточенно подсчитывать, записывая в блокнот.
— Создаваемая нами модульная ракета-носитель тяжёлого класса «Днепр» (АИ) будет всего лишь аналогом вероятного американского носителя с двигателями F-1, — продолжал Исаев. — Он лучше моноблочной ракеты, вроде Р-7, так как его составные части можно использовать в разных вариантах. Но это — не прорыв.
— Алексей, ты сказки не рассказывай, ты к делу переходи! — Королёв явно обиделся за такую оценку своего проекта. — Что предлагаешь?
— Сейчас, сейчас, — ответил Исаев. — Для неспециалистов поясню: большую тягу на ракетном двигателе можно обеспечить двумя путями — увеличением скорости истечения, и увеличением массы. Сейчас нас ограничивают прежде всего — предельная масса носителя, его габариты, и отсутствие станочного парка для изготовления крупногабаритных деталей. Со станками за счёт зарубежных закупок и плотной совместной работы с нашими станкостроителями стало немного получше. С транспортом тоже, так как с дирижаблями беспокоиться о лошадиной заднице нам больше не нужно. (Легенду о лошадиной заднице см. гл. 02-18)
Собравшиеся весело переглянулись.
— Но вот габариты и масса ракеты на старте нас по-прежнему лимитируют. Прежде всего, большая ракета — это сложности при установке и очень дорогой старт.
Хрущёв согласно кивнул. Каждый стартовый комплекс «семёрки» обходился в полмиллиарда.
— Теперь смотрите, — продолжал Алексей Михайлович. — Раз мы не можем увеличивать массу, приходится увеличивать скорость истечения, то есть, поднимать давление в двигателе. Отсюда сложнейшие турбонасосные агрегаты, множество аварий, многолетнее вылизывание опытных образцов. Как гласит закон термодинамики Мерфи: «Под давлением все ухудшается.»
Присутствующие одобрительно закивали — проблему Исаев затронул хорошо знакомую и наболевшую.
— Многие из вас знают, что товарищ Макеев проводит эксперименты с подводным стартом из шахты. Мы тоже недавно, при содействии военно-морского министра товарища Кузнецова, — Исаев оглянулся на Николая Герасимовича, — провели похожий эксперимент. Запустили ракету Р-11 из полупогруженного положения, удерживая её в вертикальном положении балластным грузом. Как оказалось, ракете совершенно всё равно, стартовать ли из-под воды, из воды, или в воздухе. Ну, не совсем всё равно, но задача оказалась вполне решаемой.
— Что это нам даёт? Прежде всего — нет таких жёстких ограничений по массе. Пустая ракета будет плавать на поверхности воды. Заправленная тоже не утонет — компоненты топлива легче воды. Зато такую ракету можно сделать значительно больше, чем сухопутную.
Собравшиеся явно заинтересовались, оживились, Глушко снова начал что-то прикидывать на логарифмической линейке.
— Теперь представим, что у нас есть действительно большая ракета с большим объёмом топлива. Двигатель для неё можно в этом случае сделать на низком давлении, — продолжал Исаев. — Да, он будет очень, очень большой.
Алексей Михайлович попросил притушить свет и включил проектор. На экране появилось изображение человека, сидящего в сопловой части огромного двигателя. (Примерно такое http://ic.pics.livejournal.com/alex_anpilogov/72540762/120486/120486_original.jpg)
— Ничего себе! — Глушко даже выронил блокнот. — Откуда это, Алексей Михалыч?
— Это — фотография нашего опытного двигателя, мы его условно обозначили РД-370, — улыбаясь, ответил Исаев. — Он имеет рабочее давление в камере всего 20 атмосфер, и использует вытеснительную систему подачи. (Приблизительный аналог фирмы Beal AeroSpace http://ic.pics.livejournal.com/alex_anpilogov/72540762/120678/120678_900.jpg Его испытания http://ic.pics.livejournal.com/alex_anpilogov/72540762/121371/121371_original.jpg)
— И какая у этого горшка тяга? — поинтересовался Косберг.
— Я же говорю — 370.
— Тонн?
— Ну, не килограммов же!
Косберг тоже схватился за логарифмическую линейку и начал считать.
— Когда вы его сделали? — изумился Глушко.
— За 10 месяцев, начиная с февраля 1958 года, — ответил Исаев. — Поймите, он большой, но очень простой. Детали сопловой части и камеры сгорания формовали при помощи штамповки взрывом, с последующей сваркой. (А.М. Исаев в 1957 г разработал первую конструкцию ЖРД с цельносварной камерой сгорания http://www.federalspace.ru/1674/) Стенки толстые. Здоровенная тяжёлая сварная дура. Почти не нагруженная по нашим меркам. С декабря прошлого года мы его прожигали 25 раз по 3 минуты. Топливо — керосин и кислород. Ещё пробовали метан с кислородом, а также смесь аммиака с ацетиленом (ацетам) вместо керосина. В последнем случае тяга подросла процентов на 30, но там есть свои сложности...
— Кхм... Допустим... — Хрущёв заинтересовался. — И какую же ракету вы предлагаете для этой вашей керосинки?
— Не для этой, Никита Сергеич. То есть, эту, конечно, тоже можно использовать, на ракетке поменьше.
Глушко икнул. Исаев поменял слайд.
— Позвольте вам представить проект «Тетис», — Алексей Михайлович сделал ударение на первом слоге. — По названию древнего моря, от которого сейчас остались Чёрное море и Каспий. Уж извините, реки подходящего размера не нашлось.
— Бля... — упавшим голосом произнёс Глушко.
Приведённые на слайде схема ракеты и основные параметры впечатляли. 150 метров длиной, 23 метра в диаметре, стартовая масса 18 тысяч тонн, 38 тысяч тонн тяги первой ступени, полезная нагрузка, выводимая на 185-километровую полярную орбиту — 450 тонн. (Не будем удаляться от канона, все параметры по http://www.astronautix.com/lvs/searagon.htm)
— Заметьте, никаких сложных агрегатов, вроде турбонасосных. Только сварные «горшки», трубопроводы, газогенераторы наддува и система управления. Управление — боковым впрыском топлива в сопло, двигатель, разумеется, качающимся не сделать. Охлаждение стенок — топливной завесой. Подача топлива — наддувом баков, — пояснил Исаев. — 32 атмосферы. Давление в двигателе 1-й ступени — 20 атмосфер, в двигателе 2-й — всего 7 атмосфер. Но главное — эта штука будет стальная. Из толстой прочной тяжёлой стали, и сделана по технологии строительства подводных лодок. Так, Николай Никитич?
— Совершенно верно, — подтвердил Исанин. — Более того, так как с нашего ЦКБ-16 сняты работы по проектированию дизельных ракетных лодок, мы уже просчитали и прорисовали эскизные проекты основного варианта, представленного здесь, и вариантов поменьше.