7К-Л1С

Сиддики:
Научные инструменты: [неизвестно]
Результаты: это была первая попытка запуска гигантской ракеты-носителя Н1 в рамках первых испытательных операций в рамках советской пилотируемой программы посадки на Луну. Разработка Н1 началась в 1962 году после двух лет первоначальных исследований и разработок по конструкции тяжелых ускорителей. Хотя первый запуск был первоначально запланирован на 1965 год, серьезная модернизация ракеты-носителя в 1964 году, а также финансовые и организационные трудности задержали запуск на четыре года. Коммунистическая партия и правительство Советского Союза официально одобрили программу высадки человека на Луну в августе 1964 года, более чем через три года после знаменитой речи президента Джона Кеннеди, в которой он призвал Соединенные Штаты высадить американца на Луну до конца 1960-х годов. Разработка и ракеты Н1, и полезной нагрузки Л3 сопровождалась многими задержками. Во время этого первого запуска Н1 нес базовый космический корабль 7K-Л1, модифицированный для работы на лунной орбите (а не для полета вокруг Луны). Космический корабль, известный как 7K-Л1С, был оснащен комплексом ориентации двигателя (ДОК) для управления ориентацией на лунной орбите. План заключался в том, чтобы космический корабль совершил короткую миссию на лунной орбите (в течение этого времени он должен был попытаться сфотографировать марсоход Е-8 на поверхности, тот, который не вышел на орбиту всего двумя днями ранее). Во время пуска Н1 остановились два двигателя первой ступени (всего было 30 двигателей НК-15), но оставшиеся 28 двигателей проработали более минуты, несмотря на усиливающийся пожар в основании ракеты. Система управления ракеты КОРД эффективно выключает все двигатели первой ступени в Т + 70 секунд. Ракета-носитель потерпела крушение примерно в 50 километрах от стартовой площадки, и полезная нагрузка успешно использовала свою систему аварийного спасения, чтобы без проблем спуститься в 32–35 километрах от площадки. Исследователи полагали, что РН отказал из-за того, что труба для измерения давления топлива сломалась в Т + 23,3 секунды, что привело в действие последовательность событий, которые привели к огромному пожару в Т + 54,5 секунды в хвосте первой ступени. Пожар замкнул систему управления и остановил все двигатели в Т + 70 с.

Каманин:

21 февраля.
Мы получили новый тяжелый удар: при первом испытательном полете упала и взорвалась ракета Н-1. На 41-й секунде полета отказал один из 32 двигателей первой ступени и выключился другой, симметрично расположенный. Отключение двух двигателей еще не могло быть причиной аварии, ракета должна нормально лететь даже при шести выключенных двигателях. Полет продолжался еще примерно 50 секунд — ракета, медленно заваливаясь, достигла высоты всего 27 километров и упала в 23 километрах от старта. Система аварийного спасения сработала, и корабль Л-1 благополучно опустился на парашюте. Причина происшествия пока неясна, возможно, оно произошло из-за недостаточной эффективности новой системы стабилизации полета.
Обидно до слез, хотя случилось еще не самое худшее из того, что могло произойти. Ракета взлетела, оба старта не повреждены. Вполне возможно, что ракета Н-1 еще будет летать, но надежным носителем она никогда не будет. Сейчас ясно только одно: наша лунная программа, рассчитанная на ракету Н-1, безнадежно отстала от американской программы. Но выход из тупика есть — надо строить большую серию ракет УР-500К (несмотря на ряд неудачных пусков в целом это хорошая ракета) и, используя стыковку на орбите, готовить лунные экспедиции.

Черток:

По сравнению с эскизным проектом на первой ступени установлено дополнительно шесть двигателей НК-15. Расположенные по внешней окружности донной части первой ступени 24 двигателя имеют регулируемую тягу для управления и стабилизации ракеты. Шесть двигателей внутреннего кольца в управлении не участвуют. На второй ступени установлены восемь таких же двигателей с высотным соплом НК-15В, на третьей ступени - четыре двигателя НК-19 с высотным соплом. Энергетический запас по тяге таков, что даже при отказе в полете четырех двигателей первой ступени ракета-носитель способна выполнить задачу.

Наклонение трассы запуска изменено с 65 на 52 градуса. Другим мероприятием для увеличения массы полезного груза является снижение высоты орбиты с 300 до 220 километров. На последующих ракетах-носителях будет увеличен рабочий запас топлива благодаря введению вставок в экваториальную часть баков, будет осуществлено термостатирование горючего до температуры минус 15-20 градусов и переохлаждение кислорода до минус 191 градуса, а также форсирование тяги двигательных установок всех трех ступеней на 2%. При отработке прочности ракеты на модели были получены замечания, потребовавшие серьезного усиления внешних панелей корпуса. Стендовая отработка блоков ракеты проведена в НИИ-229 на специальных установках. Там проведены холодные испытания блоков "Б", "В", "Г" и "Д", а также огневые. Три огневых стендовых испытания проведены на установке ЭУ-16, имитирующей полномасштабный блок "В", и одно на ЭУ-15 - полномасштабном модуле блока "Б" с восьмью двигателями суммарной тягой 1200 тс. Замечания, полученные при комплексных огневых испытаниях, учтены и реализованы на Н1 № 3Л. С помощью электрически, гидравлически и конструктивно подобного макета 1М ракеты закончена отработка ее сопряжения с наземным транспортным, установочным, заправочным и стартовым оборудованием.

Для первого пуска используется упрощенный головной блок системы Л3 с беспилотным кораблем 7К-Л1C вместо ЛОКа и ЛК.

Система аварийного спасения на первом пуске штатная. Запуск предлагается провести 18 февраля 1969 года.

Только Госкомиссия была вправе принять решение о вывозе первой летной ракеты Н1 № 3Л на стартовую позицию и подготовке ее к пуску. Однако задолго до этого решающего заседания ракета № 3Л уже побывала на стартовой позиции и прошла там цикл электрических испытаний, в том числе имитацию пуска.

Это было сделано не от "хорошей жизни", а по той простой причине, что полный электрический эквивалент - комплексный стенд еще не был готов. Комплексная отработка всех электрических систем должна была быть проведена на стенде у Пилюгина в НИИАПе.

По давно установившейся практике приборы, кабели и все прочие комплектующие устройства поставлялись производствами в первую очередь на летные машины, а затем, с большими опозданиями, после истерических воплей разработчиков комплектовались экспериментальные установки и стенды, на которых и должны были быть отработаны эти самые приборы. Все считали такой порядок порочным, но изменить его никто был не в силах. Сроки поставок штатных приборов на летные ракеты были под жестким контролем всего административного аппарата. Все остальные поставки считались чуть ли не блажью разработчиков.

Сборка ракеты Н1 № 3Л была закончена до комплексной электрической отработки на стенде. Поэтому и было принято смелое решение: вывезти ракету на стартовую позицию и там совместно со всем наземным оборудованием провести необходимые проверки, после чего вернуть на техническую позицию в большой МИК для электрической отработки. Кроме того, в МИКе по результатам прочностных испытаний надлежало произвести множество других доработок.

На второй ступени - блоке "Б" - основные двигатели Кузнецова не имели высотных сопел в отличие от проекта. Бортовая цифровая вычислительная машина системы управления, разработанная НИИАПом в 1969 году, давала столько сбоев и такие ошибки, что допускать ее к полету было невозможно. В отступление от проекта было принято решение начинать летные испытания на аналоговой системе управления, не требовавшей БЦВМ. Это ухудшало параметры системы управления и ракеты в целом, но ждать далее готовности бортовой машины было невозможно. Главная забота - отработали бы три ступени.

Бармин не последовал американскому рецепту транспортировки ракеты на стартовую систему в вертикальном положении. Он остался верен нашей традиции - с технической позиции на стартовую ракета перемещалась в горизонтальном положении на транспортном устройстве - установщике, который двигали по прежнему принципу: "пушки к бою едут задом".

Правда, этот "зад" имел диаметр 17 метров. Установщик двигали по двум параллельным железнодорожным колеям. По каждой из них шел спаренный мотовоз.

Укладка ракеты на установщик, крепление, подготовка к вывозу, споры до и после комиссии заняли несколько дней. Наконец всенародно 9 февраля было назначено днем выезда на стартовую позицию - площадку № 110.

Пуск был намечен на 20 февраля. Накануне метеослужба предсказала низкую облачность, мешающую визуальному контролю на участке первой ступени. Пуск был перенесен на 21 февраля.

По принципу "береженого Бог бережет" все население площадок 112 и 113 было эвакуировано. В "гостевой" зал управления пуском, который по привычке называли бункером, до отказа набилось участников подготовки, высоких гостей и приравненных к ним по статусу разных представителей. Телевизионные экраны позволяли наблюдать в "гостевой" за стартом, не пользуясь перископами.

В пусковом зале управления у перископов места заняли начальник 6-го управления полигона полковник Павел Катаев, его заместитель полковник Евгений Моисеев, заместитель начальника полигона Анатолий Кириллов и заместитель главного конструктора по Н1 Борис Дорофеев. Здесь же находился председатель Госкомиссии Сергей Афанасьев и технический руководитель Василий Мишин.

В 12 часов 18 минут 07 секунд ракета вздрогнула и начала подъем. Рев проникал в подземелье через многометровую толщу бетона. На первых секундах полета последовал доклад телеметристов о выключении двух двигателей из тридцати.

Наблюдатели, которым невзирая на строгий режим безопасности удалось следить за полетом с поверхности, рассказывали, что факел казался непривычно жестким, "не трепыхался", а по длине раза в три-четыре превосходил протяженность корпуса ракеты.

Через десяток секунд грохот двигателей удалился. В зале стало совсем тихо. Началась вторая минута полета. И вдруг - факел погас...

Это была 69-я секунда полета. Горящая ракета удалялась без факела двигателей. Под небольшим углом к горизонту она еще двигалась вверх, потом наклонилась и, оставляя дымный шлейф, не разваливаясь, начала падать.

Не страх и не досаду, а некую сложную смесь сильнейшей внутренней боли и чувства абсолютной беспомощности испытываешь, наблюдая за приближающейся к земле аварийной ракетой. На ваших глазах погибает творение, с которым за несколько лет вы соединились настолько, что иногда казалось - в этом неодушевленном "изделии" есть душа. Даже теперь мне кажется, что в каждой погибшей ракете должна была быть душа, собранная из чувств и переживаний сотен создателей этого "изделия".

Первая летная упала по трассе полета в 52 километрах от стартовой позиции.

Далекая вспышка подтвердила: все кончено!

Обрывается натянутая стрессовая нервная струна. Начинается последняя стадия работы над ракетой. Надо искать, что и почему случилось. Немедленное начало процесса поиска - это успокаивающее лекарство, которое всегда приносит разрядку.

Первое утешение попытался внести Бармин: "Не огорчайтесь, стартовая позиция невредима".

15 мая 1957 года Бармин так же облегченно вздохнул, когда выяснилось, что первая "семерка", потерпев аварию на сотой секунде, не повредила старта. Тогда мы все, не только команда Бармина, не очень огорчались: все-таки сто секунд с первого раза - это уже было достижением. Теперь людей было много больше, но успокаивающих и шутников много меньше. Уж очень велика ракета Н1, чтобы так легко и быстро погибнуть после пяти лет, потраченных на ее создание.

Мишин был слишком нетерпелив, чтобы ждать многодневных расследований. Обращаясь к Иосифьяну, тут же, в бункере, он сказал, что во всем виноват турбогенератор. Только его отказ мог привести к одновременному выключению всех двадцати восьми двигателей.

Министр - председатель Госкомиссии, не выходя на поверхность, назначил Мишина председателем аварийной комиссии.

Иосифьян с Шереметьевским проявили необычайную настойчивость и предложили немедленно разыскать на участке падения и доставить для проверки турбогенераторы.

Поисковая команда отыскала турбогенераторы. Они оказались на удивление целыми и пригодными к "повторному использованию". Их срочно доставили на истринский стенд и после легкого ремонта запустили! Было доказано, что турбогенераторы работали до удара о землю, это подтвердила и телеметрия.

Кто же выключил разом все двадцать восемь двигателей и в чем провинились выключенные еще при отрыве от земли два двигателя: № 12 и диаметрально противоположный №24? Какая нечистая сила расправилась со всеми тридцатью двигателями?

Все телеметрические записи были отправлены на "десятку". В расчетном бюро началась лихорадочная круглосуточная расшифровка.

Не прошло и суток, как появилась первая информация. Вначале она передавалась как слухи, потом начала оформляться в доклады, наконец ее можно было выносить на уровень аварийной, а затем и Государственной комиссий.

В конце этого необычайно длинного пускового дня я уже знал, что выключение первых двух двигателей при старте и остальных двадцати восьми на 69-й секунде произошло по команде КОРДа. Ночью в моем номере гостиницы собрались почерневшие от свалившейся беды кордовцы. Хотелось поговорить без посторонних, охотившихся за последними новостями, с целью первыми доложить вышестоящему начальству.

Три года мы работали над КОРДом! Свою вину за аварию мы можем смягчить, только детально разобравшись в истинных причинах. Организуем "мозговые атаки" по всем возможным версиям. К утру был сформулирован основной перечень экспериментов, которые надо провести на следующей летной ракете Н1 № 5Л, в Подлипках - на аппаратуре, в НИИАПе - на комплексном стенде.

Мишин, договорившись с министром, принял решение создать специальную комиссию по анализу работы КОРДа. "Много людей не надо, - сказал Мишин. - Председателем будет Черток".

Только в начале марта в спорах, расчетах, повторном микроанализе телеметрических пленок начала выстраиваться логическая связь всех событий на борту ракеты, приведших к трагическому концу. Анализ подобного рода аварий поистине процесс творческий и чем-то аналогичный следовательской деятельности по распутыванию преступлений.

Однако логика хитроумного анализа, доступного гениям-одиночкам типа Шерлока Холмса, в таких ситуациях не спасает. Один человек не способен пропустить через себя всю самую разносистемную и противоречивую информацию, проанализировать ее, отбросив указания начальства, догадки болельщиков, и сформулировать неоспоримое заключение. Думали, разглядывали пленки и спорили десятки людей.

Телеметристы, не спавшие трое суток, дали однозначную информацию: все выключения прошли по командам КОРДа.

7 марта собралось техническое руководство, на котором я чувствовал себя главным виновником гибели ракеты. По установившейся традиции каждый подозреваемый назначается председателем комиссии по расследованию - сам себе следователь. В мою комиссию были включены: Финогеев - по системе управления, Шереметьевский - по электропитанию, Уткин - по датчикам системы КОРД и Черкасов - по двигателям.

К моменту создания комиссии мне с кордовцами картина поведения системы была уже понятна. Надо было объяснить ее всем другим членам комиссии, четко сформулировать и дать объективное заключение для доклада Госкомиссии.

При подобного рода расследованиях справедливо утверждение: "Кто честно ищет, тот всегда найдет".

Напомню читателям, что для контроля работы всех двигателей блоков "А", "Б" и "В" в системе КОРД были задействованы четыре канала контроля: давления в камерах сгорания; пульсаций давления в газогенераторе; оборотов, то есть скорости вращения ТНА; температуры газогенератора.

По каналам давления и температуры отклонений от нормальной работы не обнаружили. Канал контроля оборотов ТНА блока "А" был включен по команде "зажигание" и функционировал нормально до подачи команды "главная". А затем через 0,34 секунды после срабатывания контакта "подъем" двигатель № 12 был системой управления отключен по сигналу КОРДа. КОРД якобы отреагировал на резкое возрастание скорости вращения ТНА. Мы установили, что команда была ложной. Система управления ее исполнила и в соответствии с логикой выключила двигатель № 24.

Исследования, проведенные в лабораториях КОРДа и в НИИАПе, показали, что аппаратура КОРДа двигателя № 12 отреагировала на внешнюю помеху, возникшую в виде всплеска затухающих колебаний напряжения между шинами питания системы КОРД и корпусом в момент подрыва пиропатронов, открывающих клапаны подачи компонентов топлива в двигатели по команде "главная". Частота и амплитуда электрических колебаний, возникших при подрыве пиропатронов, имитировали аварийный режим - "разнос" турбонасосного агрегата. КОРД этого не стерпел.

Всплеск подобных затухающих колебаний обычно возникает в электрическом контуре, содержащем емкость, индуктивность и сопротивление, если по нему "ударить" резким изменением силы тока. Таким ударом был импульс включения десятков пиропатронов. Частота колебаний определялась емкостью и индуктивностью кабельной сети. Кабельная сеть, кроме выполнения своей основной задачи, имитировала своего рода "звенящий контур".

Но почему от этого "звона" выключился только двигатель № 12? На комплексном стенде в НИИАПе мы произвели эксперимент с реальной кабельной сетью и реальными приборами КОРДа.

Следственный эксперимент подтвердил догадку, что параметры длинных линий кабельной сети в районе двигателя № 12 оказались самыми критичными. Вина КОРДа в отключении двигателя № 12 по ложной команде была доказана однозначно.

По воле конструкторов раскладка, последующий монтаж и длины кабелей у других двигателей могли оказаться тоже "критическими". В этих "промысливаемых" случаях могли бы выключаться на первой же секунде столько двигателей, что ракета бы не взлетела. Разрушение старта в таком страшном варианте было бы неизбежным.

Однако остальные двадцать восемь двигателей устояли до 69-й секунды. "Как двадцать восемь героев-панфиловцев под Москвой в 1941 году", - невесело пошутил Кириллов. И все до единого полегли одновременно. Почему?

Какой там еще звон появился?

Ответ пришел со стороны других следственных групп. Скрупулезный анализ дал возможность доказать, что на 6-й секунде полета из-за повышенных вибраций оборвалась трубка датчика замера давления газа после турбины. На 25-й секунде оборвалась трубка замера давления горючего перед газогенератором. Вырвавшийся через порванную трубку "кислый" газ с температурой 340° С смешался с хлещущим из другой оборванной трубки керосином. Образовалось облако горючей смеси, которое вспыхнуло на 55-й секунде. Пожар охватил большой объем хвостовой части блока "А". На 68-й секунде бушевавшее в хвосте пламя прожгло изоляцию кабельной сети, в том числе силовых кабелей переменного тока частотой 1000 герц. Эти кабели и кабели чувствительных каналов КОРДа были связаны в общие жгуты.

Ток частотой 1000 герц системы питания исправного турбогенератора проник на чувствительные входы КОРДа, который принял его за возникновение недопустимых пульсаций в газогенераторах. Через поврежденную пожаром изоляцию помеха в 25 вольт (при максимально допустимых 15 вольтах) обошла все фильтры и выключила все двадцать восемь двигателей практически одновременно. Более того, эта помеха прошла и вверх, на приборы КОРДа блоков "Б" и "В".

Причины гибели первой летной ракеты Н1 были установлены однозначно.

Главная комиссия Мишина и моя по КОРДу разработали мероприятия, которые начали немедленно внедрять на очередную летную Н1 № 5Л. Кабельные жгуты сделали раздельными. В районе двигателей ввели усиленную их теплозащиту, обмотав асбестовым полотном. В самих приборах КОРД придумали схемную защиту по цепям питания. И по принципу "береженого Бог бережет", несмотря на возражения фирмы Кузнецова, приняли решение отключить канал контроля пульсаций от исполнения команды аварийного выключения и сохранить его только на телеметрии.

После анализа всего, что произошло, утверждения противопожарных и противопомеховых мероприятий Госкомиссия приняла решение осуществить пуск изделия Н1 № 5Л в июне 1969 года.

Когда дело дошло до подписания заключения, я вспомнил о спорах Воскресенского с Королевым по поводу стенда для комплексной отработки блока "А" - первой ступени. То, что произошло в полете на № 3Л, было не случайностью, а закономерным следствием нашей экономии на создании наземного стенда. Последующие события в полной мере подтвердили эту истину.