ПопулярнеРедакціяСвіже
КращеОбговорюване

Спорные вопросы? Дискуссия с “патриотами” в ФБ

Этот текст также доступен на русском языке
6

В Фейсбук временами возникают дискуссии по давно определенным фактам. Я бы хотел на это ответить развернуто и на этой площадке. Тем более, что тут я могу проиллюстрировать свои ответы, а там – нет.
Поехали?

Я написал в комментарии к одному из постов в ФБ:

…королевская Семерка на первой ступени имела 5 двигателей, каждый из которых состоял из 4 модифицированных камер сгорания от Фау-2.

Казалось бы, о чем тут спорить, если даже на сайте Энергомаша это не особо скрывают. Но, мой давний “оппонент”, с “профильным образованием”, Nikolay Dunaev, написал:

 как-то в группе “Покорители космоса” вы уже доказывали, что двигатели Р7, есть двигатели Фау, которые “просто переделали для керосина”. Там вам объясняли, что “просто” не получится. Да и много там было передергиваний.
…Напомню просто, что все ваши данные из инетовских публикаций, а здесь много людей, которые о становлении советского ракетостроения знают изнутри. Но вы им что-то упорно доказываете в новой группе, в той эти рассуждения не нашли нужного отклика.

Дунаеву вторит другой участник дискуссии, в принципе, весьма адекватный человек и мой follower долгое время, Yury Krasilnikov:

 Да достаточно просто посмотреть на двигатель Фау и РД-107/108, чтобы понять – машины совсем разные…

Даю развернутый ответ.
Цитирую с сайта Энергомаша:

Перед началом создания двигателей РД-107 и РД-108 для ракеты Р-7 опыт ОКБ-456 базировался в основном на создании и доведении до серийного производства двигателей для ракет Р-1 – Р-5 и их модификаций, на ряде проектных и экспериментальных работ, в первую очередь – по однокамерным 120- и 65-тонным кислородно-керосиновым ЖРД, а также на многолетних разработках конструкций, технологических процессов и на испытаниях новых типов экспериментальных камер.
В соответствии с Постановленим Совета Министров СССР от 13 мая 1946 г. в СССР были начаты работы по изучению немецкого опыта проектирования и производства двигателей для ракеты V-2. В результате был создан ряд двигателей, прототипом для которых послужил немецкий ЖРД.
…Все ЖРД этого ряда были однокамерными, работали на топливе “жидкий кислород – 75%-ный раствор этилового спирта” (РД-103 в качестве горючего использовал 92%-ный раствор этилового спирта), и состояли из камеры сгорания, турбонасосного агрегата, газогенератора, агрегатов автоматики и элементов общей сборки. ТНА раскручивался продуктами каталитического разложения 80%-ной перекиси водорода.

Источник: Предыстория создания ЖРД РД-107/108

Значит, надо посмотреть, каков был этот опыт.
РД-100 – это была точная копия германского двигателя.

РД-103 для ракеты Р-5 стал модификацией двигателя Фау. Фактически, это был форсаж германского прототипа за счет изменения системы впрыска и повышения процента спирта в топливе с 75 до 92%.

Форкамера двигателя РД-103.
1. распылитель окислителя
2. коллектор горючего вокруг форкамеры
3. пояс щелевого пленочного охлаждения
4. три ряда форсунок горючего

Следующим этапом была неудавшаяся попытка создания РД-110
Работы над РД-110 начались в 1947 году. Главным был перевод двигателя на пару керосин/кислород. В самом деле, использование этилового спирта в качестве ракетного топлива, в условиях отечественной действительности, было решением очень неоднозначным. Спиртяжечку наш народ любит самозабвенно, а заливать десятки тонн этой жидкости в баки ракеты – ножом по сердцу ракетчиков наземных служб. Спирт могли и воровать, и выпивать, а в баки заливать черт-те что. Поэтому, сразу возник вопрос о переходе на керосин, который и для примусов воровать не станут.

В отличие от камер двигателей РД-100 – РД-103 с грушевидной КС и коническим соплом, камера двигателя РД-110 имела относительно небольшую сферическую КС и профилированное сопло. Кроме того, камера сгорания не имела обычных для РД-100 – РД-103 форкамер. Вместо них на верхней полусфере камеры устанавливались 19 плоских смесительных элементов, представляющих собой уменьшенный в диаметре до 200 мм вариант смесительной головки экспериментального двигателя ЭД-140.

РД-110 так и не был доведен до стадии огневых испытаний, а созданный для отработки смесительной головки экспериментальный двигатель ЭД-140 оказал большое влияние на последующие разработки ОКБ-456.

Керосиновый РД-110. Не доведен даже до этапа огневых испытаний

Наконец, мы подходим к созданию ЖРД для королевской Семерки.
РД-105/106

В соответствии с Постановлением Совета Министров от 4 декабря 1950 г. в рамках работ по теме Н3 “Исследование перспектив создания РДД различных типов с дальностью полёта 5000-10000 км с массой боевой части 1…10 т”, а также в соответствии с Постановлению Совета Министров от 13 февраля 1953 г. в рамках работ по теме Т-I “Теоретические и экспериментальные исследования по созданию двухступенчатой баллистической ракеты с дальностью полёта 7000-8000 км”, целью которой являлась разработка эскизного проекта двухступенчатой баллистической ракеты дальнего действия массой до 170 т с отделяющейся головной частью массой 3000 кг на дальность 8000 км., в ОКБ-456 для первой ступени МБР был разработан однокамерный двигатель РД-105, а также его высотный вариант с увеличенным соплом РД-106 для второй ступени.
РД-105/106 работали на топливной паре “жидкий кислород – керосин”, однако для привода турбонасосного агрегата по прежнему использовались продукты каталитического разложения концентрированной перекиси водорода. В конструкции камеры были применены многие решения, найденные при отработке экспериментального двигателя ЭД-140. Существенным отличием от предыдущих двигателей большой тяги стало применение цилиндрической камеры сгорания диаметром 600 мм с тонкой огневой стенкой, скрепленной с внешней силовой оболочкой посредством частых связей.

Справа от РД-105, на красной подставке, видны также ЭД-140 и КС-50 “Лилипут”.

Иными словами, после неудачи с переводом двигателя на керосин, Глушко попробовал сделать другой керосиновый двигатель, с цилиндрической камерой сгорания (как на экспериментальном КС-50 “Лилипут). Причем, РД-105 должен был обеспечить тягу 55 тс на уровне моря. Это уже был шаг назад от РД-110, проектная тяга которого была 120 тс.
РД-105 был двигателем однокамерным, что позволяло Королеву воткнуть их в корпус первой ступени в любом необходимом количестве. Напомню, что фон Браун, ни мало сумнявшись, поставил в первую ступень Сатурн-1 сразу 8 двигателей Н-1 и это не стало проблемой. Королев понимал, что установка нескольких однокамерных РД-105 в первую ступень Семерки тоже проблемой не станет, а, изменяя количество РД-105 первой ступени, можно создать целое семейство ракет разной мощности. Собственно, это стало первой попыткой создать более-менее самостоятельную конструкцию ЖРД, впрочем, также базирующуюся на корнях Фау.
И всё выглядело радужно, если бы не одно обстоятельство.
Глушко нарвался на эффект “высокочастотной  нестабильности горения”. Для тех, кто не знает, это означает, что факел горящего топлива в камере сгорания начинает вращаться, создавая различное давление на разные стенки камеры. Получались удары по стенкам с высокой частотой, что разносило РД-105 в клочья.
А руководство давило… Межконтинентальная баллистическая ракета требовалась как можно скорее. Американцы могли разбомбить СССР со своих стратегических бомбардировщиков, а СССР не мог достать своими носителями до США даже теоретически. Королев, Глушко и многие в их команде уже имели опыт пребывания в статусе “врага народа” и срыв проекта вполне мог означать возвращение в этот статус.
Продолжаю цитировать сайт Энергомаша.

В январе 1954 г. состоялось совещание Главных конструкторов С.П.Королева, В.П.Бармина, В.П.Глушко, Б.М.Коноплева, В.И.Кузнецова, Н.А.Пилюгина. В связи с тем, что не было оснований рассчитывать на быстрое решение задачи обеспечения высокочастотной устойчивости, было принято решение о разработке двигателей в компактной четырехкамерной конфигурации с камерами сравнительно небольших размеров.
было принято решение об отказе от форсирования двигателей РД-105/РД-106 и начале разработки новых двигателей с цилиндрическими камерами, уровень тяги которых находился в освоенном на тот момент диапазоне.

Совет Главных Конструкторов прекрасно понимал, что проблема нестабильности связана с увеличением критического сечения керосинового ЖРД, которую Глушко даже не представлял как решать. Однокамерный керосиновый двигатель с критическими сечениями значительно большими, чем на освоенных наследниках Фау, Глушко был не по зубам (или не по мозгам). Что имелось у Глушко “в освоенном диапазоне”?
В активе “освоенного диапазона” были РД-100 и РД-103 – версии двигателей Фау. К ним прилагалась экспериментальная цилиндрическая камера сгорания КС-50 “Лилипут” и экспериментальная смесительная головка ЭД-140.
Задача по тяге упростилась. Не надо было радикально увеличивать критическое сечение камер сгорания “освоенного диапазона”. Надо было перевести их на керосин/кислородную пару, объединить 4 камеры единым турбонасосным агрегатом (практически – масштабированным ТНА от Фау) и соединить 4 камеры общей рамой.
Идея была не новой. Эту идею, и по той же причине (нестабильность горения при увеличении критического сечения), в середине 30-х годов предложил Роберт Годдард.
Так появился РД-107/108.

РД-107. На переднем плане маленькие “рулевые ЖРД”

Кроме очевидного наследия Фау, в комплекс РД-107/108 вошли маленькие рулевые двигатели. Честно говоря, может я и ошибаюсь, но я не встречал впоследствии такого решения ни на одной ракете. Всем ракетам хватало изменения вектора тяги поворотом камер сгорания под управлением гидравлических систем. Даже у “наследного принца” глушковского творчества, у 4-камерного РД-170 нет “рулевых двигателей”

“Наследный принц” РД-170

Что касается характеристик РД-107/108, то общая тяга 4 камер сгорания достигла 83 тс. Вроде бы классно! Но, разделим эту тягу на 4 камеры – чуть меньше 21 тс.
Погодите-погодите…
У РД-100 (двигатель Фау) тяга была 27 тс. Глушко премного старался, чтобы довести тягу на РД-103, прямом наследнике Фау, на уровне моря до 43 тс.
Ну, понятно, для 4-камерного двигателя “большая” сферическая КС не годилась – размеры двигателя будут неприемлемо большими. КС переделали в цилиндрическую, как у Лилипута. Перевели на пару керосин/кислород и… Низко пали от прежде достигнутых результатов.
Это, извините, следствие чего?
У многокамерных двигателей есть серьёзный конструктивный недостаток. Чтобы обеспечить прочность конструкции и точность позиционирования камер сгорания, двигатель должен быть со всех сторон охвачен корпусом ступени. Теоретически, можно и без этого, но придется так усилить раму, соединяющую камеры сгорания, что вес двигателя увеличится до неприличного, соответственно, упадет ключевое значение для ЖРД первой ступени – тяговооруженность. Поэтому никто таким путем и не идет.
А для Королева – это сразу геморрой на голову. Он проектирует Семерку. Проект был нарисован под несколько однокамерных РД-105 в едином корпусе первой ступени. Теперь же, ему надо поставить 5 четырехкамерных РД-107/108 на первую ступень, но каждому надо дать отдельный корпус. Приходится коренным образом перепроектировать ракету. Первая ступень приобретает так называемую “пакетную схему” – центральный блок с 1 РД-108 и 4 блока “в пакете”, каждый с двигателем РД-107.

Союз. Вид из-под хвоста – 5 четырехкамерных двигателей

Сейчас тоже применяются такие схемы, но никто не называет их “пакетными”. Это схемы с боковыми ускорителями, как правило – твердотопливными. Это имеет смысл – главная первая ступень жидкостная, боковые ускорители – твердотовливные. В едином корпусе им делать нечего.

Дельта II с набором твердотопливных ускорителей

Есть концепция типа УРМ – универсальных ракетных модулей. Там тоже ставят боковые блоки. Но это делается из соображений гибкого применения и расширения линейки типоразмера одной ракеты. Как пример, Ангара, Дельта-4 Хэви, Фалькон Хэви.

Фалькон Хэви – 3 блока первой ступени

Но Семерка не из этой песни. Фалькон Хэви, Дельта 4 Хэви, Ангара могут летать с одним только центральным блоком. Атлас-5 может летать с боковыми ТТУ и без них. Семерка без боковушек “пакетной схемы” и подпрыгнуть не сможет.

Перехожу к следующей теме.
Господин Nikolay Dunaev высказывает очередную претензию.
Я описал, в общем-то, широко известную историю про первый спутник.

А уж эта сентенция про то, что амеры могли раньше запустить спутник, но не захотели по причине национальности Брауна – вообще чушь собачья.

В США ракетами занимались 2 ведомства – армия и флот. В армейской епархии ракетную тему вела команда фон Брауна, а у флотских была своя, американская команда.
Фон Браун в 1952 году создал ракету PGM-11 Redstone. В 1954, из Редстоун родилась PGM-19 Jupiter. В 1956 фон Браун выдал версию Jupiter-C для суборбитальных запусков. И подготовил версию Juno I, способную выводить немного, всего 11 кг ПН, но уже на орбиту Земли.
Начиная с 1954 года фон Браун всеми правдами и неправдами добивался разрешения запустить первый искусстенный спутник Земли. Но Эйзенхауэр не хотел, чтобы это сделала команда немцев под руководством “эсесовца” Вернера фон Брауна. Несмотря на выступления фон Брауна о спутнике с публичными лекциями и в телевизионных программах, Айк не позволил армейскому ведомству запускать спутник, поручив дело флотской команде, которая с треском и публично провалилась.

ФЛОПНИК-УУПСНИК Vanguard TV3 23 октября 1957 года

И только в декабре 1957 года, наконец, Эйзенхауэр разрешил команде фон Брауна запустить спутник Эксплорер-1. Со всеми возможными задержками, но через месяц, 1 февраля 1958 года, фон Браун запустил первый американский спутник. В отличие от советского Спутник-1, крохотный, 14-килограммовый Эксплорер нес кое-какую научную аппаратуру, включая радиометрическую. В отличие от очень низкой орбиты Спутник-1, на которой советская бибикалка просуществовала только 3 недели, Эксплорер поднялся на орбиту с апогеем 2550 км и летал до 31 марта 1970 (!) года. Именно аппаратура Эксплорера позволила открыть радиационные пояса Ван Аллена.
А суть в том, что фон Браун был готов запустить спутник ещё в первой половине 1956 года. И этот исторический факт давно и широко известен. Всем, видимо, кроме Николая Дунаева, истинно “русского патриота”.

Когда выбирались габариты и масса ПС, Королев посмотрел данные о состоянии отрасли в США и сказал: они смогут запустить только апельсин. Там реальное было отставание по носителю.

Цитата из комментария Николая Дунаева

Вообще-то, он написал часть правды. У военных в США не было острой нужды строить МБР с таким забрасываемым весом и такой дальностью, как Семерка. Во первых, их ядерные боезаряды были легче, компактнее и более мощные, чем советские.
Во вторых, американские ракеты имели гораздо более высокую точность, чем Семерка.
В третьих, американцы размещали свои ракетные базы поблизости от границ СССР – им не надо было летать так далеко, как Семерке.
И в четвертых, американские стратеги вообще-то считали основным носителем ядерного оружия свой большой флот стратегических бомбардировщиков с огромной бомбовой нагрузкой и очень большим боевым радиусом. Convair B-36 Peacemaker поднимал в нормальной конфигурации 32 тонны ядерных бомб на высоту более 13 км и мог их нести в радиусе 6400 км. При базировании на передовых авиабазах в Европе и Азии – вся территория СССР была в зоне их досягаемости. И таких монстров построили больше 380 штук.

В-36 Миротворец рядом с В-29 Суперфортресс (он же советский Ту-4). Для сравнения.

Кроме того, в 1955 году на вооружение стратегического командования ВВС поступил известный всем В-52.
Собственно, поэтому американцы и не форсировали создание очень мощных МБР. Вместо этого, с самого начала, они сосредоточились на МБР, сначала траншейного, а потом и шахтного базирования. В отличие от Семерки, торчавшей фаллосом посреди голой степи, американские МБР были прилично укрыты от возможных атак и разведки противника.
Вобщем, Королев был прав в том, что у американцев на тот момент не было ракет, сравнимых с его Семеркой по мощности.
С другой стороны, Спутник-1 – стальной шарик с 4 штыревыми антеннами и передатчиком радиосигналов “бип-бип” весил 83 кг.
А Эксплорер-1, с научной аппаратурой и радиосвязью весил при запуске всего 14 кг. Собственно, американцам было вполне достаточно запустить этот “апельсин” раньше, чем Спутник-1, чтобы Сергей Павлович не прославился.
Видимо, не было бы в мире такой эйфории от первого искусственного спутника, Королев не стал бы главным любимцем Хрущева, возможно тогда и первый космонавт был бы астронавтом.
Но судьба распорядилась иначе.

Впрочем…
Ракета-носитель Восток, с трудом начавшая летать в 1960 году, поднимала на орбиту Земли только 4,7 т полезной нагрузки.
В 1961 году на этой ракете полетел Юрий Гагарин…
Просто, для общего образования:

Список запусков ракет семейства Р-7 в 1960 году

Фон Браун в 1961 году начал эксплуатацию Сатурн-1, поднимающей на орбиту больше 9 тонн. 10 запусков – все успешные.

В 1965 году Челомей начал запускать гептиловую УР-500 (Протон). которая поднимала до 20 тонн на НОО.

В 1966 году фон Браун вводит в эксплуатацию Сатурн-1Б. При той же стартовой массе, что и Сатурн-1, эта версия поднимала 21 тонну на НОО. Прирост грузоподъемности – за счет совершенствования двигателей Н-1. 9 запусков – все успешные.

В 1967 году впервые полетел Сатурн-5.

Это я, собственно, я к тому, что как только была поставлена задача, фон Браун всего за 4 года обогнал своими ракетами Королева и по грузоподъемности, и, конечно, по надежности.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

43

Це користувацький матеріал, який було написано учасником спільноти, що не входить до складу редакції чи адміністрації. Підтримуючи авторів оцінками, ви допомагаєте нашій спільноті розвиватися.

Увійдіть, щоб читати ще 73 коментаря, брати участь в обговореннях та не бачити рекламу.
Злий Сергій Корольов
Вечность назад

Напомнило, как некогда один полемист с активной гражданской позицией обстоятельно доказывал, что Merlin 1D суть модифицированный LMDE. Спросил у него: а не является ли Falcon 9 модификацией индийских пороховых ракет из бамбука? - гражданской позиции стало ещё больше.

Якісна Лілу
Вечность назад

А мне все понравилось

Кричущий Фьодор Дмітрієвіч
Вечность назад

Коли глянути на кількість HE успішних запусків, відразу виникає зaпитання - A може все таки це правда? Я маю на увазі - міф (та чи міф?), що Гагарін був HE першим кого відправляли y космос. Всім мабуть відомо, що на просторах інтернету ходить довгий список (до десяти) тиx, хто так і не долетів у космос. Та і Гагарін повернувся живим чудом... https://thealphacentauri.net/wp-content/uploads/2020/07/Capture-4.jpg "... Ракета-носитель «Восток» проработала без замечаний, но на завершающем этапе не сработала система радиоуправления, которая должна была выключить двигатели 3-й ступени. Выключение двигателя произошло только после срабатывания дублирующего механизма (таймера), но корабль уже поднялся на орбиту, высшая точка которой (апогей) оказалась на 100 км выше расчётной. В случае отказа тормозного двигателя, сход с такой орбиты с помощью «аэродинамического торможения» мог занять по разным оценкам от 20 до 50 дней... ... После облёта земного шара в соответствии с заданной программой, была включена тормозная двигательная установка (ТДУ). В конце полёта ТДУ проработала успешно, но с недобором импульса, так что автоматика выдала запрет на штатное разделение отсеков. В результате, в течение 10 минут перед входом в атмосферу корабль беспорядочно кувыркался со скоростью 1 оборот в секунду. Гагарин в условном выражении сообщил о нештатной ситуации на борту корабля. Когда корабль вошёл в более плотные слои атмосферы, соединяющие кабели перегорели, а команда на разделение отсеков поступила уже от термодатчиков, так что спускаемый аппарат наконец отделился от приборно-двигательного отсека. Спуск происходил по баллистической траектории (как и у остальных космических кораблей серий «Восток» и «Восход»), то есть с 8-10-кратными перегрузками, к которым Гагарин был готов. Сложнее было пережить психологические нагрузки — температура снаружи при спуске достигает 3-5 тысяч градусов, а сама кабина начала потрескивать. ...На высоте 7 км (в соответствии с планом полёта?) Гагарин катапультировался, после чего капсула и космонавт стали спускаться на парашютах раздельно. После катапультирования и отсоединения воздуховода спускаемого аппарата, в герметичном скафандре Гагарина не сразу открылся клапан, через который должен поступать наружный воздух, так что Гагарин чуть не задохнулся. Последней проблемой в этом полёте оказалось место посадки — Гагарин мог опуститься на парашюте в ледяную воду Волги. Юрию помогла хорошая предполётная подготовка — управляя стропами, он увёл парашют от реки и приземлился в 1,5-2 километрах от берега. Из-за сбоя в системе торможения Гагарин приземлился не в запланированном месте, а в Саратовской области, в 26 км от Энгельса, к северо-западу от села Смеловка.

Показать скрытые комментарии

Загружаем комментарии...

Повідомити про помилку

Текст, який буде надіслано нашим редакторам:

Отправить Отмена
[X]
Зареєструйтесь на сайті щоб не бачити рекламу, створювати та відслідковувати теми, зберігати статті в особисті закладки і брати участь в обговореннях
Якщо не виходить увійти тут, спробуйте за посиланням.