Предисловие. Выкладываю обещанное эссе моего друга, коим он поразвлекался в недавние несколько дождливых в его краях вечеров. Почему он сам не представил почтеннейшей (и не очень) публике это свое творение, а доверил мне – по той причине, что я отсоветовал ему это делать. Ибо прямое общение с определенными присутствующими на ветке персонажами требует и определенного навыка, это мне, ассенизатору, революцией здравым смыслом мобилизованному и призванному (© В.В.М.), не привыкать, а человека непривычного может слегка пошатнуть в его вере в разумность человечества. Итак, к делу. Часть 1Начнём из далёкого далёко и вспомним Вернера Магнуса Максимильяна фрайХера (так звучит в немецком - барон) фон Коричневого (Брауна). Как и вся тогдашняя немецкая элита, циничный, на 146% прагматичный, умный, мерзкий – сволочь первостатейная. Вспомним, что творилось в Пенемюнде и нелепые отмазки в воспоминаниях, кто бы ему поверил… У каждого свои недостатки.
Коричневый с юношества, как все отпрыски высокопоставленных родителей (папашка то был ого-го, барон, министер ещё с Веймарской республики), страдал муйнёй. В физике и математике, мягко говоря, не блистал. Девок соблазнял музицированием, по памяти играл Бетховена и Баха. Вся эта пастораль продолжалась до тех пор, пока юному богатенькому долбодятлу не попалась книжка «Ракета для межпланетного пространства» Германа Оберта. Кстати, интересное чтиво. После этой книжки и произошло рождение того самого Коричневого, которого мы знаем.
Как и все немцы, Коричневый был упёртый малый. Он поставил себе цель. В 1930 году поступил в берлинскую высшую техническую школу, где присоединился к группе VfR ( «Verein für Raumschiffahrt», что означает «Общество космических путешествий»).
Задорный вьюнош упорно шёл к своей цели – «Полёт на луну», которую он официально публично озвучил, вы не поверите, именно в 1930 году, на презентации Огюста Пикара о полёте в стратосферу. Надеюсь, уважаемый читатель уже начинает понимать, откуда растут ноги и с каких времён.
Шаг за шагом. Первый эксперимент, доказавший, что самолёт, оснащённый только ракетным двигателем, при его включении и работе сохраняет все параметры устойчивости и управляемости, был проведён с истребителем Хейнкель He-112 в 1936 году….
Дальше истории ФАУ. Сократим истерическую справку биографии, прошлое этого фашиста много где описано.
Коричневый как нельзя кстати пришёлся ко двору пиндосам. Начинается космическая гонка. Пиндосам нужны ракеты чтобы противостоять СССР, Коричневому это по барабану - ему нужен полёт на Луну, и его больше ничего не интересовало, как уже сказано, с 1930 года.
То есть, для Коричневого вся программы Меркурий (1958-1963)-Джемини (1961-1966) — это не космическая гонка с СССР типа кто вперёд, это так нам рассказывают политики и прочие невежды, это была планомерная экспериментальная работа и отработка этапов полёта, которые потом использовались на Аполлонах.
Из русской педивикии:
Программа Меркурий была разделена на несколько подпрограмм, каждая из которых имела четко выраженную цель. Запуски производились до тех пор, пока поставленная задача не была выполнена.
Как мы видим, в этой программе основной целью была доставка существа на орбиту и обратно – в живом виде. РН здесь даже не заморачивались. Финансирование было таким, что - по воспоминаниям Коричневого - «мне приходилось считать каждый пенни». Поэтому наблюдаем такой зоопарк в носителях с дичайшими комбинациями ступ на ЖРД и ТТРД. Лепили из того, что было и хранилось в арсеналах «Редстоуна». Если говорить простым языком – «из говна и палок». Когда Коричневый стал боссом НАСА, именно с этого момента в программе «Меркурий» стабильно стал использоваться РН Атлас-Д. До этого единственный пуск с Атлас-Д профинансировали вояки, так как им нужно было абляционное покрытие для их боеголовок.
Напомню, что программа Джемини официально начата 7 декабря 1961 года.
Немного перечислим этапы, чтобы освежить.
1. Орбитальное маневрирование
2. Управляемый аэродинамический спуск.
3. Парашютная система и схема её введения.
4. Приводнение с косым входом в воду.
5. Стыковка и орбитальное маневрирование состыкованными кораблями (Джемини-Аджена)
6. ВКД
[внекорабельная деятельность – примеч. редактора]И много чего другого, что было напрямую завязано именно на полёт к Луне. Так что убиенный Кеннеди, сообщивший в своём легендарном выступлении в университете имени Вильяма Марша Райса, Хьюстон, штат Техас (тот самый Хьюстон, что «у нас проблемы») 12 сентября 1962 года сенсационную новость, что они решили лететь на Луну, так слегка припоздал, если говорить более точно - на 32 годика. Но о том, когда же началась реализация программы - чуть позже.
Немного о терминологии.
Определение. Космическая баллистика — это наука о движении в космическом пространстве различных искусственных объектов.
А теперь внимание! Замечание. Термин «космическая баллистика» получил распространение
только в отечественной литературе и является, вообще говоря, не совсем точным.
Вернее – совсем не точным. Его появление связано с тем, что в нашей стране изначально разработкой теории движения искусственных спутников стали заниматься баллистики — военные специалисты в области движения реактивных снарядов и разработки артиллерийского вооружения. Создавая новое научное направление, они назвали его привычным термином «баллистика», прибавив к нему определение «космическая» [Иванов, Лысенко, 2004].
(Весёлая ремарка. Могу предположить, что сделано это было даже специально – чтобы немцы не догадались). В зарубежной науке это научное направление получило название “orbital mechanics”, “flight mechanics” или “astrodynamics”. Соответственно, русские переводы этих терминов («орбитальная механика», «механика полета», «астродинамика») стали употребляться одновременно с термином «космическая баллистика» в качестве его синонимов. Также иногда используются названия «наука о движении искусственных спутников Земли», «прикладная небесная механика», «космическая динамика» и др.
(Определение и замечание я честно стырил из учебника, моя отсебятина выделена
курсивом).
В общем, с терминами надо быть крайне аккуратным, нужно всегда договариваться, что мы понимаем под тем или иным. Лучше обратиться к нескольким первоисточникам и сравнить, что там написано, чтобы избегать путаницы в показаниях.
Теперь обратимся к инженерии и будем слегка окунаться в физику без формул (чтобы не утомлять тех, кто не дружит с языком математики).
Для начала нам надо получить представление о том, как вообще ведётся процесс проектирования РН. Так сказать – принципиально. Открываем профильный учебник (любой, везде написано примерно одно и тоже). В открытом доступе легко можно найти А. Н. КИРИЛИН, Р. Н. АХМЕТОВ, В. И. КУРЕНКОВ «ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПРОЕКТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И ФОРМИРОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНОГО ОБЛИКА РАКЕТ-НОСИТЕЛЕЙ».
Нас интересуют этапы. Открываем страницу 25 и читаем… если коротко:
1. Тактико-техническое задание (ТТЗ), в котором определяются требования (ТТТ)
2. Аванпроект. Основные этапы разработки аванпроекта, связанные с выбором проектного облика РН, следующие:
1. выбор основных проектных характеристик и конструктивного облика (компоновочной схемы) РН;
2. поверочный расчет;
3. уточнение проектных характеристик.
4. разработка тактико-технических требований к проектируемой РН;
5. расчёт характеристической скорости;
6. выбор компонентов топлива;
7. выбор количества ступеней ракеты-носителя, расчет стартовой массы с учетом оптимального распределения масс по ступеням;
8. расчёт предварительных объёмно-габаритных характеристик РН;
9. построение предварительной компоновочной схемы РН;
10. проектный расчёт масс элементов конструкций ракетных блоков;
11. расчёт центра масс и моментов инерции ракеты-носителя;
12. уточнение компоновочной схемы с учетом требований к положению центра давления, отделяющимся элементам и др.
3. ….
И так далее…
Вернёмся назад в историю. Наш барон фон Коричневый прибывает в Пиндостан летом 1945 года. Он вошёл в число тех учёных, для которых Объединённое агентство по целям разведки (англ. Joint Intelligence Objectives Agency, JIOA) США создало фиктивные биографии и удалило упоминания о членстве в НСДАП и о связях с нацистским режимом из открытых записей. Но пиндосы ему не доверяли и совсем не баловали.
1950 год – после маринования барона по всяким не очень приятным учреждениям Пиндостана, удостоверившись в его лояльности, его устраивают к воякам в проект «Редстоун» - «Красный камень», где он руководит группой спецов из Пенемюнде (которые, кстати, всё ещё пребывают в статусе военнопленных). Финансирование ему не дают, но позволяют производить некоторые эксперименты, в особенности если они интересуют военных.
Теперь мы подходим к интересному.
1955 год – Коричневый наконец получает гражданство США, и практически тут же фирмёшка Рокетдайн получает запрос от ВВС Пиндостана на создание «очень большого двигателя». Было предложено два варианта - Е-1 и F-1. При этом Е-1 тут же бракуют, потому что F-1 выходит тупо мощнее и подходит под ТТЗ (что за ТТЗ?).
1957 год - уже испытание и отработка основных агрегатов.
1959 - первый огневой тест F-1. Четыре года от запроса до готового изделия, для такого агрегата – впечатляет. Зададимся вопросом номер один - нахрена ВВС Пиндостана был нужен такой монстр? Лазая в библиотеках пиндосских и гейропейских университетов (пока они ещё были доступны в тех нужных нам разделах), я как-то не встречал упоминаний проектов РН под этот двигатель, кроме Сатурнов, а ведь двигатели проектируются не от того, что левая нога захотела.
1960 год – (за год до полёта Гагарина) барон внезапно возглавляет (становится одним из первых лиц) НАСА, и моментально начинается проработка проектов РН серии Сатурн, их было 5 (по нашему учебнику, НАСА занималась пунктом номер 2 «Аванпроект»). Первые четыре проекта предусматривали сборку лунного корабля на орбите, за несколько пусков. С Сатурна-3 впервые упоминается двигатель F-1. Масса лунного корабля на орбите Земли предполагалась от 140 до 300 тонн.
10 января 1962 года окончательно утверждается проект Сатурн-5. Просчитать 5 проектов за 1 год – 2.5 месяца на аванпроект. Снимаю шляпу, мы в восхищении.
Слегка окунёмся в физику – без формул. Чтобы оптимально закинуть груз на орбиту, нам необходимо преодолеть гравитационное поле Земли и сопротивление атмосферы. Если гравитационное поле не сильно меняется от высоты над поверхностью, то вот давление атмосферы падает довольно быстро, и от него можно избавиться, просто поднявшись на определённую высоту. Чем круче траектория, тем быстрее мы избавимся от сопротивления атмосферы. Без сопротивления атмосферы разогнать груз до первой космической уже намного проще. То есть физика нам говорит, что оптимальная траектория будет вертикально вверх, вон из атмосферы, а потом уже разгоняйся сколько душе угодно. Этакая буква Г – ход конём. Забавно. Но реальность диктует свои условия, и «ходом коня» естественно никто не летает.
Задачу выведения считают разными способами, прямым и обратным. Обратный метод, это когда пляски с бубном начинаются от полезной нагрузки на целевой орбите, а потом последовательно просчитывают траектории и ступени от последней к первой. Прямой метод – наоборот. Но чаще всего производят итерации чередуя методы, последовательно уточняя характеристики. Кому хочется посчитать и кто дружит с математикой первых курсов ВУЗ-ов, берём учебники, хотя бы тот, что указан выше, для него открываем раздел номер 2 «ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ РАКЕТНОГО ДВИЖЕНИЯ» и развлекаемся пока не надоест.
Вынырнем, выдохнем и обратим внимание, что к 1960 году все двигатели для Сатурна уже были в металле и были на стадиях испытаний. Двигателям мы уделим внимание в следующей части.
Какие можно сделать предварительные выводы на основании вышеизложенного?
С точки зрения фон Коричневого, никакой космической гонки не было вовсе. Она была лишь в головах политиков, но не в голове барона.
Барон после прибытия в Пиндостан и прохождения натурализации убедил высших чиновников, что игра стоит свеч. Как? Подозреваю, что он просто выложил на стол всё то, над чем думал и работал со своей командой последние ну не 20, но 15 лет точно, и сказал, что дело только за ресурсами (финансированием) и технологиями, которые уже были, но которые нужно было развивать дальше. Допускаю, что это было условием натурализации его и его команды.
Когда барон закончил стадию аванпроекта, когда все двигателя уже были в металле, вот только тогда Кеннеди произнёс свою речь о том, что они решили лететь на Луну.
Итак, какую же дату взять как точку отсчёта лунной программы барона?
1930 – официальное публичное объявление барона, что он собрался на Луну?
1950 – начало работ в «Редстоун»?
1955 – получение бароном гражданства и начало работ по F-1 и J-2?
1958 – начало программ Меркурий - Джемини. Создание отряда астронавтов?
1960 – Назначение барона боссом НАСА и начала работ над Сатурном?
10 января 1962 – утверждение проекта Сатурн-5?
12 сентября 1962 – речь Кеннеди?
Я вот лично немного в замешательстве между второй и третьей датой, 1950 и 1955 годами. А вы? Неужели речь Кеннеди?
Как обещал, вернёмся к двигателям.
Команда Рокетдайн (от «Рокет Дайнэмикс», пиндосы ленивые и всегда стремятся сократить имена и названия, потому что им лень шевелить челюстью, когда они не жрут и не жуют жвачку), была сформирована для того, чтобы изучать ракету ФАУ-2 барона фон Коричневого и адаптировать движки ФАУ под стандарты, принятые в Пиндостане. Ребята там работали неглупые и, по сути, они занимались тем же, чем занимался Королёв со своей командой, когда ему в руки попали трофейные ФАУ. Компашка была довольно мелкая и с низким уровнем финансирования, так как подобные работы считались второстепенными. Они адаптировали некоторые узлы двигателя ФАУ-2 для МКР
[межконтинентальная крылатая ракета - примеч. редактора] SM-64 Navaho и весьма преуспели в этом, так как эта крылатая ракета в целом пошла.
Наступил 1955 год.
Главный сидел в своём офисе, когда секретарша распахнула дверь, вошёл посыльный и под роспись вручил пакет от ВВС с грифом. Уже через 15 минут собрали совещание руководителей всех отделов, где они были ознакомлены с техническим заданием от ВВС на VLRE «очень большой ракетный двигатель». Задание весьма удивило, ведь контора никогда такими вещами не занималась. Ребята почесали репы и решили – блин, ну это шанс.
Прояснилась ситуация чуть позже, когда в контору нагрянули «люди в чёрном» в компании с несколькими ребятами, плохо говорящими по-английски. На стол была выложена толстенная папочка с документами и предложено, что вот эта папочка и есть VLRE. Опять все сбежались и начали знакомиться с содержимым.
- Не-е, ерунда, такие характеристики, ну бред сумасшедшего… - если перевести с матерного на цивильный язык, примерно это звучало в комнате. На что им было сказано, что надо сделать то, чем они занимались изначально. Привести документацию к стандартам пиндостанской промки.
Откровенно говоря, ребята были задеты за живое, потому решили, что они параллельно двинут свою концепцию двигателя – двигатель Е, но и выполнят задание «неизвестных отцов» под следующей литерой F. Вернее, все сразу догадались, кто такие «неизвестные отцы». А когда на сцену вышел сам барон, собственной персоной… все просто остолбенели.
Двигатель Е-1 прорабатывался со всем энтузиазмом уязвлённого самолюбия, но не вышел каменный цветок. Всё больше спецов в своих областях заражались идеей F-1. Пересчёт на свои материалы и в имперскую систему из метрической не занял много времени. Задел был большой. С ними работали ребята, предпочитавшие общаться на «я-я, я-я, натюрлихъ».
Одновременно с F-1 разрабатывался второй двигатель - J-2, вакуумник на топливной паре LOX-LH2. Компоновка у обоих была, казалось бы, примерно одинаковая. Но это только так кажется, LH2 накладывает свою печать на всё изделие. Это совершенно другой двигатель.
Отредактировано: Technik - 06 сен 2024 19:51:54
- Что-нибудь запрещенное имеете?
- Да. Собственное мнение.
"Авантюра - не место для дискуссий!"