Национальный музей ракетно-космической техники при ФКП «НИЦ РКП»

Навигация по странице:
Комплекс ИС-101 — огневые стендовые испытания
Первый бункер управления
Комплекс ИС-105 — контрольно-технологические испытания ДУ
Комплекс КВКС-106 — испытания кислородно-водородных двигателей
Макет испытательного комплекса ИС-618
Комплекс ИС-618 — проведение тепловакуумных испытаний
Средства автоматизации исследований тепловых аналогов космических аппаратов в комплексе ИС-618
Комплекс ИС-650 (ККИ) — камера вертикальных испытаний КВИ 8500
Переходной отсек орбитальной станции «Мир»
Технические средства обеспечения испытаний
Работы по теме «Энергия-Буран»
Носовой блок объединённой двигательной установки ОК «Буран»
Отработка газодинамики старта ракет-носителей
Двигатель РД-171 (11Д520) создания тяги и управления полетом I ступени РН «Зенит»
Двигатель РД-8 (11Д513) создания тяги и управления полетом II ступени РН «Зенит»
Двигательная установка разведывательного спутника «Аракс»
Спускаемый аппарат космического корабля «Союз ТМА-2»
Баллистическая ракета подводных лодок Р-27 (4К10, РСМ-25)
Двигатель РД-0242 стартово-разгонной ступени крылатой ракеты 3М25 «Метеорит»

Дополнительно:

НИИ химического машиностроения (с 2008 года - ФКП «НИЦ РКП») — головной испытательный центр Российского космического агентства по стендовой отработке жидкостных двигателей, двигательных установок на различных компонентах топлива, а также по испытаниям космических аппаратов в термобарокамерах в условиях имитации космоса. О рождении этой экспериментальной базы кратко рассказал Борис Евсеевич Черток в замечательном четырёхтомнике «Ракеты и люди»:
"Постановление обязывало Министерство вооружения начать строительство стенда для огневых комплексных испытаний ракет. В 1948 году стройка была начата в очень живописном месте в 15 километрах севернее Загорска. Стенд сооружался в лесу рядом с глубоким оврагом, в который должны были низвергаться огненные струи двигателей. Эта новая база под шифром «Новостройка» вначале была объявлена филиалом НИИ-88, а затем добилась «суверенитета» и превратилась в самостоятельный НИИ-229. Тем не менее эта база огневых стендовых испытаний ракет еще в течение 30 лет называлась «новостройкой». В течение длительного времени ее возглавлял Глеб Табаков, впоследствии один из заместителей министра ракетной отрасли."

Логарифмическая линейка С.П. Королёва — подарок музею от Валерия Витальевича Дюпина

Подарок музею от бывшего работника 31-го производства Ю.А. Белова, проходившего службу на подводной лодке пр.667А, вооружённой 16 БРПЛ Р-27

Мембранный клапан Г-28 магистрали горючего первой советской зенитной ракеты В-300. ЗУР комплекса С-25 отрабатывали на одном из стендов НИИХИММАШ в 1955 году

Первый отечественный экспериментальный жидкостный ракетный двигатель ОРМ-1 («опытный ракетный мотор»). Создан в ГДЛ В.П. Глушко в 1930—1931 гг.

Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской премии Глеб Михайлович Табаков — один из основателей и руководителей НИИ-229, позже превратившегося в НИИХИММАШ, а затем в ФКП «НИЦ РКП. Этот незаурядный человек оставил воспоминания о становлении советского испытательного центра. К сожалению, мне пока не удалось приобрести, вышедший в далёком 1992 году, двухтомник «Дороги в космос. Воспоминания ветеранов ракетно-космической техники». К счастью, на сайте ФКП «НИЦ РКП» размещены фрагменты мемуаров Г.М. Табакова. Ниже я приведу пространные цитаты из этой книги. Обратите внимание на живой язык и на образную манеру изложения автора.

"В 1948 или 1947 году было принято решение о создании большой испытательной станции типа той, которая находилась в Пенемюнде. Эта испытательная станция предназначалась в первую очередь для ракет, которыми занимался С.П. Королев, и для зенитных ракет, которые по началу брался делать Синильщиков. У него не получалось, и создание такой ракеты было поручено Семену Алексеевичу Лавочкину и его заместителю Грушину, который по сей день, по-моему, работает в этом направлении. Ракета была создана.
По постановлению Совета Министров, под Москвой должен был быть сооружен специальный стенд. Место должно быть лесистое, с глубокими оврагами. Почему? Потому что в Пенемюнде плоский остров был расположен чуть выше уровня Балтийского моря. Поэтому для того чтобы защитить бетонный лоток, по которому пойдут огневые струи из двигателей, он закрывался трубами, по которым шла вода. Если же использовать склон глубокого оврага, стенд получался проще. Это было подмечено еще немцами. При наступлении союзных войск один из стендов был ими перенесен в шахту, оставшуюся на месте сланцевых выработок.
Комиссии под председательством начальника СКБ Карла Ивановича Тритко было поручено облетать все Подмосковье и найти подходящее место в глуши, подальше от населенных пунктов. Такое место было определено в 17 км от Загорска, 3 км влево от Ярославского шоссе, 3 км от города Краснозаводска. Во время войны там была лесосека.
Институт разработал проект первого стенда для испытания ракеты, которая воспроизводила первую ракету фон Брауна с двигателем, работающим на тех же компонентах, но была выполнена на заводе им. Калинина в Подлипках. Весной 1948 года меня вызвал к себе директор института Гонор и сказал, что принято решение назначить меня главным инженером и исполняющим обязанности директора филиала.
...
Строители подсовывали мне на подпись фиктивные акты на дополнительные работы, я отказывался это делать, разбирался. Меня преследовали, не давали телефонную связь, она им принадлежала поначалу, не давали транспорта, приходилось идти пешком до Ярославского шоссе, голосовать, ехать в Загорск и из Загорска звонить.
Начали прибывать молодые специалисты из Московского авиационного института, Казанского института, из МВТУ были, и, наконец, появился один опытный строитель - Георгий Акимович Фокин, которому было поручено создание котельной."

Правительственная телеграмма о присуждении "коллективу испытательной станции" переходящего красного знамени Минобщемаша и ЦК профсоюза по итогам всесоюзного социалистического соревнования за 1979 год

Коллективный портрет работников НИИХИММАШ

"Когда же речь пошла о доставке туда ракеты, то поняли, что нужно делать дорогу более надежную и нельзя через деревню везти ракету, это вызовет массу разговоров. Поэтому дорогу надо было вести не через деревню Игнатьево, а сразу после деревни Сватково. Часть дороги была сделана, а самая трудная часть проходила через мелкий кустарник, болотистый участок. Ясно было, что строители не потянут. А кто были строители? Это были мобилизованные в Калужской области женщины, молодые девчата и очень немного людей со строительной специальностью. Настоящих каменщиков, штукатуров, плотников были единицы.
Тогда было принято решение: протяженный участок дороги, где был сплошной торфяник и болото, поручить комсомольской бригаде, составленной из конструкторов в Подлипках и оснащенной несколькими машинами-самосвалами. В ходе работ приходилось вычерпывать весь грунт, класть его на машины и вывозить. С карьеров привозить песок и засыпать для того, чтобы сделать надежное основание. Руководителем этой бригады был назначен секретарь комитета комсомола Виктор Петрович Макеев, позднее академик, дважды Герой Социалистического труда. Работу эту бригада успешно выполнила. В кошмарных условиях молодость победила. Но строители относились к дороге иначе, считая, что это не их участок. Если мы считали, что вся дорога должна быть сделана, то строители смотрели на это по-другому: когда надо будет везти изделие, мороз схватит, и провезут изделие, никуда оно не провалится, поскольку нетяжелое. Нужно сказать, что они оказались, в конце концов, правы. Часть дороги от поселка до зоны осталась несделанной, но подморозило и все получилось. В том месте, где было особенно грязно, постоянно стоял гусеничный трактор, который подтаскивал машины в обоих направлениях. Вот в таких условиях создавались этот поселок и институт.
Приближался декабрь 1949. Изделие привезли, оно прошло горизонтальное испытание, было подано на стенд, и тут обнаружилось, что на стенде оно не срабатывает. Долго думали, гадали, разбирались. В конце концов, поняли: кабели системы управления, идущие от пультов в бункере, были подведены к стенду по границе того же оврага, по которому велись кабели всех других систем - подъемных ворот, откатной площадки, открытия дверей. Оказалось, что кабели длиннее, сопротивление больше. Когда подключаешь кабель, реле не срабатывает: захват не держит, а сразу отваливается. Придумали выход. В бункере, у амбразуры, где стояли операторы, посадили механика, который в определенный момент, когда реле срабатывало, прижимал его пальцем. Так сработали и тогда, когда требовалось провести огневое испытание."

Схема расположения площадок предприятия НИИХИММАШ (Научно-исследовательский институт химического машиностроения)

Этапы отработки в НИИХИММАШ жидкостных ракетных двигателей на различных видах топлива

Кооперация в ракетно-космической отрасли СССР

Стратегическое развитие корпорации «Роскосмос» в части средств выведения в космос

Испытательная база начала свою деятельность 18 декабря 1949 года. В этот день на испытательном стенде 1А состоялось первое огневое испытание ракеты Р-1 — доработанной копии немецкой А-4 (она же «Фау-2»). Вспоминает бывший начальник объекта № 1 (ИС-101) Виктор Петрович Волков:
"Сроки подготовки к первому испытанию были крайне сжатыми, этого дня с нетерпением ждали все, начиная от министра. (Д.Ф. Устинов) до рабочих вспомогательных служб Филиала №2. Но, как обычно, в новом деле все гладко не проходит, обязательно что-нибудь не клеится. Так и у нас, управленцев, пульт ПВОИ-2 не хотел стабильно функционировать. И мы - Л.А. Воскресенский, Б.Е Черток, А. Вишняков и я - 15, 16 и 17 декабря 1949 года не смогли отладить этот пульт, а пуск назначен на 18 декабря.
Спали прямо на полу (на ковре) в бункере, не выходя из него. Дело с отладкой пульта принимало угрожающий характер, ведь 18 декабря приедет много начальства и срывать пуск нам было нельзя. О переносе срока и думать не могли.
Помню, в ночь с 17 на 18 декабря от усталости все мы уснули около электросхемы на ковре в бункере. Первый очнулся Воскресенский, тормошит меня и спрашивает: «Виктор, что будем делать?» Очнувшись ото сна, я ему ответил: «Есть вариант - команду «Дренаж» принудительно подержать пальцем, дальнейшие команды должны пройти четко».
Стали думать, как это выполнить практически, и решили: после заправки ракеты компонентами из комнаты управления всех удалить, внутрь каркаса пульта. ПВОИ-2 посадить техника. А. Вишнякова., задача. которого - по команде ведущего испытания ракеты Воскресенского: «Дренаж», - нажать на якорек реле «РД1» пальцем и отпустить по команде: «Главная». После отработки ракетой заданного времени всех удалить из комнаты управления и Вишнякову можно вылезать из каркаса пульта. Все это было проделано с серьезным и ответственным отношением и рекламе не подлежало. Ну, а для дальнейших испытаний ракет пульт ПВОИ-2 был доработан".

Несколько неожиданный результат первых огневых испытаний описан бывшим инженером ИС-101 к.т.н. В.С. Ануфриев: "Окончилось испытание не так успешно, как началось. При выключении двигателя ракета была объята пламенем, а при гашении возникшего пожара обильно залита водой из системы пожаротушения. Обледенев под действием хорошего зимнего мороза, она так и простояла под толстым слоем льда до весеннего потепления в апреле уже 1950 года".
Действительно, в многостраничном отчёте об испытаниях сказано, что испытательная площадка не приспособлена для работы в условиях сильных морозов — система пожарного водоснабжения и механизмы оказались ненадёжны. Разумеется стенд №1А подвергался многократной модернизации и используется по сию пору. Его основное назначение прежнее: проведение огневых и проливочных испытаний двигательных установок. Однако теперь на нём можно работать с ЖРД, тягой до 250 тс, работающими на на высококипящих компонентах типа НДМГ и АТ.

Комплекс ИС-101 (стенд 1А — первые огневые стендовые испытания в Загорске)

В 1956-1957 годах в ОКБ-1 завершились работы по созданию легендарной "семёрки" (она же межконтинентальная баллистическая ракета 8К71). Первая ступень ракеты состояла из четырёх боковых блоков. В качестве второй ступени использовался центральный блок, в верхней части которого располагался полезный груз массой до 5,4 тонны. На блоках устанавливались маршевые четырёхкамерные двигатели и рулевые двигатели, управляющие вектором тяги.

Приверженность С.П. Королёва ракетам летающим на кислороде и керосине обеспечила интенсивную нагрузку на ещё только строившийся испытательный комплекс. Для огневых стендовых испытаний нового носителя в НИИ-229 в 1954-1956 гг. построили отдельный комплекс сооружений.Здесь же, в Загорске, отрабатывали систему опорожнения баков, проводили экспериментальные исследования предстартовой температуры и удельного веса жидкого кислорода, заправленного в баки Р-7.

После завершения цикла испытаний центрального блока, в феврале 1957 года специалисты НИИ-229 начали отработку всего пакета. 30.03.1957 состоялось огневое испытание лётного варианта стендового пакета с полной заправкой компонентами, после чего носитель допустили к лётным испытаниям. Если вы интересовались этой частью истории отечественной космонавтики, то помните с каким количеством ушедших "за бугор" изделий пришлось столкнуться С.П. Королёву и его соратникам.

В 1959 году на ИС-102 начали готовить наземные испытания межконтинентальной баллистической ракеты Р-9. На площадке построили хранилище, предназначенное для длительного хранения переохлажденного жидкого кислорода. На ёмкости с жидким кислородом установили специальную газовую холодильную машину, которая конденсировала испарившийся из емкости газообразный кислород и возвращала его обратно в емкость в жидком состоянии. Так, впервые в отечественной практике, была решена проблема длительного хранения жидкого кислорода.
Соответственно, на стенде №2 (со временем он превратился в комплекс ИС-102) проводилось много работ с использованием жидкого кислорода. Из-за отсутствия достаточного опыта и знаний случались аварии, которые приводили к человеческим жертвам.

Модель стенда 1А для проведения огневых стендовых испытаний двигателей ракет Р-1, Р-2 и др.

Современный вид стендов 1А и 1Б, которые по-прежнему используемых для проведения огневых и проливочных испытаний двигательных установок с ЖРД, тягой до 250 тс

Настройка пневмогидравлических систем (ПГС) на стенде ИС-101. В ходе "холодных" испытаний определяются характеристики ПГС изделия

Сотрудники предприятия, погибшие при авариях 21.05.1958 и 26.06.1959.

Вновь обратимся к воспоминаниям Г.М. Табакова, опубликованным в книге «Дороги в космос. Воспоминания ветеранов ракетно-космической техники»:
"На втором стенде было проведено уже достаточное количество испытаний «семерки», когда начальник стенда (он же заместитель главного инженера) Виктор Яковлевич Кочанов заметил, что при сливе кислорода из емкостей иной раз проскакивают голубые огоньки. Это свидетельствовало о наличии в кислороде ацетилена. Понимая, что дело может кончиться очень грустно, он потребовал остановить стенд и провести ревизию всего хозяйства. Нужно сказать, что кислородные емкости диаметром метра три и 60 кубов каждая. Всего их две. Когда их чистят, то масло, которое попадает с кислородом из компрессоров, совковой лопатой приходится убирать.
Понимая, что шутки плохи, я пошел к Сергею Павловичу: «Сергей Павлович, вот так и так, надо остановить на месяц стенд». Он спрашивает: «Почему?» Я ему объяснил. «Нет, никоим образом. Ни на час. Купите, достаньте бензин «Экстра», промойте многократно все емкости, все коммуникации, просушите и очистите от ацетилена, масел и прочего».
Коммерческим директором, моим заместителем, в институт по моему приглашению пришел Герасим Никитович Прошкин, который до этого был начальником ЖКО в Подлипках. Он достал две или три цистерны бензина «Экстра». Мы мгновенно обезжирили эти емкости, осушили, вроде все провентилировали, залили кислород, начали из бункера шлепать клапанами, чтобы организовать поток кислорода. Тогда пять человек, три инженера и два механика, пошли на стенд и по шлемофонной связи стали подавать команды на пульт в бункер, какими клапанами работать: нажать, отпустить. После одной из таких команд произошел взрыв и пять человек погибли. В этот день я с утра был в министерстве. Министром был Руднев. Увидев меня, он вышел из кабинета в приемную и говорит: «Слушай, у тебя на предприятии пять человек покойников от взрыва, а ты тут по министерству шатаешься»."

Модель стенда 1А

Всё на том же сайте ФКП «НИЦ РКП» открываем книгу «Наземные испытания ракетно-космической техники», под редакцией д.т.н. А.А. Макарова:
"21 мая 1958 года в результате взрыва коллектора заправки изделия жидким кислородом трагически погибли работники стенда №2 В.И. Веселов, В.Л. Малинский, Б.А. Савин, К.И. Филиппов, НА. Болотов. Причиной взрыва явилась некачественная профилактика систем жидкого кислорода, которая проводилась в условиях недостатка времени. В процессе профилактики системы не подвергались разборке. Очистка внутренних полостей элементов систем проводилась путем заливки бензина «Экстра» и его барботирования. Затем бензин сливался, система продувалась азотом. Неполное удаление паров бензина из системы привело к образованию взрывоопасной смеси и взрыву.
26 июня 1959 года во время профилактики кислородной емкости сгорели Н.Е. Ткаченко и В.С. Щипцов. Емкость, входящая в состав хранилища жидкого кислорода, состоящего из четырех емкостей, объединенных общим коллектором, не была отстыкована от коллектора. В это время производилась заправка изделия жидким кислородом от задействованных емкостей хранилища и коллектор находился под давлением. Причиной возгорания явились негерметичность вентиля, отсекающего емкость от коллектора, и неисправность переносного осветительного устройства".
Примечание: Барботирование — это процесс пропускания газа или пара через слой жидкости. Газ продавливается через слой жидкости с помощью труб с мелкими отверстиями (3–6 мм).

Первый бункер управления испытания

Вспоминает Костоглод Юрий Иванович. Цитата из мемуаров «Отчёт перед своими потомками»:
"Объектом № 1 назывался огромное металлическое сооружение, в котором проводилась наземная отработка баллистических ракет Главного Конструктора Сергея Павловича Королёва. Я был на седьмом небе: я попал в ракетную отрасль, о которой я мечтал. Мой небесный покровитель предостерек меня от соблазна остаться в КБ у Туполева, не уехать в Куйбышев. Моя мечта начала осуществляться наяву: я буду участвовать в испытаниях ракет, в наземной их отработке. Только после нашей наземной отработки они пойдут на лётные испытания с ракетодромов.

Испытательный стенд № 1 представлял собой огромное металлическое сооружение, установленное на склоне горы, у подножья которой течёт река Кунья. Это место выбрал С.П. Королев, летая на самолёте в поисках подходящего места для него. Вода в Кунье текла чистая, прозрачная, все камешки на дне были видны, но она была холодной. Со дна били холодные ключи. Было видно плавающих рыбок.
Перед стендом была довольно большой мост, который дальше переходил в асфальтированную площадку. В сторону моста и в сторону бункера управления стенд закрывался двухъярусными раздвижными воротами. В стенде через 2,5 метра были площадки для обслуживания изделия. Изделие вводилось в стенд с помощью передвигающейся лебедки, установленной на верхнем этаже и козырьке стенда на рельсах. Изделие закреплялось в мощном карданном кольце с помощью усиленного металлического корсета, одеваемого на изделие. Создаваемое усилие от работающего ЖРД передавалось через корсет на карданное кольцо и поэтому изделие не улетало.
Метрах в двухстах от стенда был построен Монтажный корпус. Площадь этого корпуса составляла около 1000 м2, из которых под механическую мастерскую отводилось около трети, а остальная часть корпуса предназначалась для приёма пришедшего на испытание изделия, надевания на него испытательного корсета и проведения горизонтальных испытаний.

Управление испытанием проводилось из бункера. Это такое укреплённое бетонное помещение, накрытое сверху землей в виде холма. В стене в сторону стенда, где через открытые ворота хорошо видна ракета, было установлено в толстой бетонной стене бронестекло толщиной 90 мм. Ведущий испытание стоит около этого бронестекла. А на первых испытаниях ведущий испытание наблюдал за ракетой через перископ, как на подводной лодке. Он видит, что происходит на стенде и на ракете, и отдаёт соответствующие команды операторам, которые сидят за пультами в этой же комнате, рядом с ведущим испытания. В случае возникших пожаров на изделии, ведущий даёт команду включить водяное пожаротушение, и через кольца с дырками выбрасываются потоки воды по 600 литров в секунду. В системе пожаротушения было предусмотрено и подача газообразного азота в зону пожара.

Бункер управления испытаниями

1950 год. В бункере у перископа А.Н. Рагушин

1950 год. Перископы над первым бункером

Пакет бронированного стекла из бункера управления испытаниями

Испытания проходили нормально. Команда, которая управляла непосредственно ходом испытания, находилась в бункере, а все остальные уходили в монтажный корпус. «Любопытные», вроде меня оставались и наблюдали за испытанием с площадки за бункером. Место это было, прямо скажем, не безопасное в случае взрыва изделия в стенде. Сам процесс испытания захватывающий и чётко организованный. Испытания шли друг за другом без всяких замечаний. В этом случае люди теряют бдительность и «наглеют», то есть смелеют.
Однажды при испытании очередной Р-5 Карнеев предложил мне пойти и смотреть на испытание со стороны Объекта №3. Это с противоположной стороны стенда. Мы прошли туда сели удобно на склоне, который спускался к отражательному лотку нашего стенда. Отражательный лоток отражает факел ЖРД в сторону Куньи. Его наклонная изогнутая поверхность уложена чугунными плитами 400х400х200 миллиметров. Кроме того, они имели отверстия посередине боковых стенок, в которые вставлялись металлические штыри диаметром по 40 миллиметров. Этими штырями плиты связывались в связки по шесть штук.

Была ясная солнечная погода. Мы уселись на травку и ждали запуск. О чём-то беззаботно болтали. Потом услышали, что была подана команда на выход предварительной ступени. А дальше мы не успели сообразить, что произошло. Только видим, что бак горючего горит под стендом на лотке. Двигатель валяется на берегу Куньи. Обшивка стенда отвалилась и оголила внутренность стенда, в котором не было никакой ракеты. До нас дошло, что ракета взорвалась в стенде. Нас спас наш отражательный лоток: он направил взрывную волну в сторону Куньи. Больше мы туда не ходили. Это первое ЧП, которое я увидел собственными глазами.

Далее появилась правительственная комиссия по определению причины взрыва ракеты. Начали с версии: в кислородный насос ЖРД что-то попало при заправке жидким кислородом. По нашим трубам и заправочным шлангам лазили с чистыми салфетками, чтобы определить грязь или ещё что-нибудь, что может попасть в насос окислителя. Но ничего, к счастью, не нашли. Было много других версий. Оказалось, вина производственная.
На крыльчатке насоса окислителя сделан буртик по максимальному допуску, который входит в нишу корпуса насоса, которая сделана также по максимальному допуску. В результате охлаждения жидким кислородом крыльчатки и корпуса зазор между ними ликвидировался, и крыльчатка насоса заклинилась и остановилась. Поток кислорода также остановился и стал испаряться внутри насоса. А известно, что из литра жидкого кислорода образуется 800 литров газообразного кислорода. В насосе образовалась такая боковая сила, которая разорвала насос, и вырвала из карданного кольца ракету ещё на предварительной ступени запуска. Ракета упала на лоток, и взорвалось.
Все это произошло мгновенно, что мы и глазом не успели моргнуть. Если бы в наших системах нашлось что-нибудь, то определение причины пошло бы по ложному пути. А мы с Карнеевым были бы ответственными за взрыв ракеты. Конструкторы доработали техническую документацию, и такого больше не происходило. С этой целью и проводится наземная отработка ракет."

Комплекс ИС-105 — контрольно-технологические испытания двигательных установок

Об испытаниях изделий на стенде №5 лучше, чем кто бы то ни было расскажет Николай Васильевич Филин. Этот замечательный человек, крупнейший специалист по криогенным системам, начинал свою деятельность с создания и ввода в эксплуатацию ряда объектов экспериментальной базы института (в том числе стендов ИС-105 и КВКС-106). Николай Васильевич принимал непосредственное участие в испытаниях НИИхиммашем двигателей ракеты-носителя Р-7 «Восток»: 8Д74 (боковые блоки 1-й ступени) и 8Д75 (центральный блок 2-й ступени).
В 2006 году вышла книга Н.В. Филина «Криогенные технологии в решении актуальных задач техники и проблем технологии. Мы создали криогенику». Ниже приведены цитаты из неё, описывающие примечательные эпизоды испытаний ЖРД баллистических ракет подводных лодок и ракет-носителей семейства Р-7.

"Испытания первых номеров двигателей ракеты «Восток» зачастую заканчивались их разрушением. Установить причину не удавалось. При очередном испытании мною был произведен «останов» по зарождающимся изменениям в скачках уплотнения факела. Не давая отбоя и оставив у пульта своего заместителя, я пошел осматривать двигатель. Для подхода к двигателю необходимо было кнопкою на входе в огневой бокс выдвинуть пол размерами 6x6 м. Не ясно почему, но я выдвинул его только до сопла двигателя, что явно противоречило здравому смыслу. Стоя на кромке пола и держась за трубку двигателя, повис над лотком, забрался в сопло и увидел, что внутренняя рубашка камеры сгорания оторвалась от головки. Я вынырнул из сопла, продолжая стоять на кромке пола, держась за трубку двигателя, как тот вновь запустился и через малое время заглох. Мне удалось удержаться в непосредственной близости от факела.
Последующий анализ показал следующее. С пульта управления были закрыты стендовые клапаны, которые имели сигнализацию положения, и клапаны двигателя, которые, естественно, такой сигнализации не имели. В результате аварийной ситуации клапаны двигателя не закрылись. Зависшие в трубопроводах между клапанами компоненты топлива, а это несколько сот литров, стекли в еще горячий двигатель, и произошел его повторный запуск.

Я был фактически создателем технологической части стенда № 5, предназначенного для огневых испытаний ЖРД большой тяги, на котором проводил все последующие испытания двигателей, являясь одновременно ведущим испытания и начальником.
Стенд имеет два рабочих места. На одном испытывались двигатели, компонентами топлива которых являлись кислород и керосин. Это, прежде всего, двигатели ракеты «Восток». На втором - двигатели большой тяги с высококипящими компонентами топлива «гептил + АК27», создаваемые в интересах оборонного ведомства.
Стенд № 5 - это мощное строительное сооружение, включает два отсека окислителей и два отсека горючего. Огневые боксы отделены железобетонной стеной толщиною 2 метра. Стенд построен на обрыве и возвышается над ним на 30 м (отметка «плюс 30 метров»). Отбойный лоток расположен ниже кромки обрыва, на отметке «минус 30 метров».
Первые испытания создаваемых ЖРД, как правило, заканчиваются прогаром, а зачастую и взрывом. Даже существовало поверие, что если с первых пусков все хорошо, то это плохо. Поскольку неприятности будут, только они проявятся позже, при серийном производстве. Главной задачей при испытании было не допустить взрыва, после которого установить причину разрушения практически невозможно. Отводимое мне время, определяемое по осциллограммам, обычно составляло 0,7 секунды, из них в течение 0,3 секунды отводилось на срабатывание автоматики и пневмоклапанов. Необходимо было увидеть дефект, а это изменения в скачках уплотнения сверхзвуковой струи факела или другие внешние дефекты, принять решение и нажать кнопку «Останов». Все это за 0,4 секунды. Норматив необычный. Это и явилось причиной того, что в общей сложности я провел рекордное количество испытаний крупных ЖРД (680)."

В 1955 году Совет Министров СССР принял решение о создании самого мощного для того времени стенда на два рабочих места для испытаний ракетных двигателей в вертикальном положении. Спустя четыре года, 19.05.1959, на стенде 5А проведено первое огневое испытание двигателя 8Д74 ракеты-носителя «Восток».

Стенд 5В для отработки двигательных установок. Здесь испытывались ДУ орбитальных станций «Салют» и «Мир»

Испытания рулевого двигателя второй ступени ракеты-носителя «Зенит» — 11Д513 на стенде испытательного комплекса ИС-105. Фото из книги «Наземные испытания ракетно-космической техники», под редакцией д.т.н. А.А. Макарова

Заместитель главного конструктора Леонид Александрович Воскресенский руководил пусками всех типов ракет разработанных ОКБ-1 в 1954-1963 годах. Фото от 12.04.1961: стартовый бункер на Байконуре, снято уже после исторической пусковой операции

"В КБ Главного конструктора А.М. Исаева создавался двигатель на высококипящих компонентах топлива для ракеты, которая базировалась на подводной лодке. Высота ракеты должна быть минимальной. Для этого двигатель размещался внутри топливного бака, за что получил название «Утопленник». Усилие тяги в таком двигателе воспринимается с кромки сопла. Для испытаний на стенде нужна была переходная рама, чертежи на которую были переданы на завод им. Калинина, подчиненного С.П. Королеву. Шло время, к изготовлению рамы там не приступали. В разговоре начальник цеха сказал, что если не будет звонка С.П., то они раму делать не будут. Естественно, я — к Главному конструктору двигателя А.М. Исаеву. У него на столе стоит прямой телефон к С.П. На мою просьбу позвонить С.П. он ответил: «Знаешь, он скажет, мол, разве сам не можешь даже раму изготовить? Николай Васильевич, вы со своими монтажниками можете ее изготовить?» - «Могу, - ответил я. - Ну, вот и делайте!»
«Естественно», на складе не оказалось заложенных в чертеже труб. Был в наличии только круг чрезмерно большого диаметра: 120 мм. Вот из него и были сделаны стойки, передающие усилие от кромки сопла к плите измерительного устройства.
При испытании двигателя на первых секундах в трубопроводе, соединяющем газогенератор с камерой сгорания, появился еле заметный факелок и мною была дана «отсечка» (приостановка испытания).
Естественно, было сказано, что никто ничего не видел, а испытания прекращены. Прошло значительное время. Отбоя не было. Передав пульт управления заместителю, я пошел осматривать двигатель. Действительно, был прогар с отверстием не больше 2 мм. Гордый за себя, я спустился с отметки «+5 м» на выдвижной пол. Далее я лежу на полу. Ко мне медленно приходит сознание с одной мыслью: почему я лежу? Повернулся лицом к двигателю, а его просто нет. Мелкие кусочки двигателя внедрились в бетонные стены. Я оказался в створе стойки нерасчетно большого диаметра и отделался кратковременной контузией. Это было очередное невероятное везение.
Последующий анализ показал, что был тот же случай, когда стендовые клапаны закрылись, а клапаны двигателя в результате нештатной работы не закрылись. Более сложная замкнутая схема двигателя с газогенератором способствовала накоплению самовоспламеняющихся компонентов топлива и последующему взрыву."

В 1951 году Борис Евсеевич Черток — начальник отдела систем управления НИИ-88, Особого конструкторского бюро № 1, главным конструктором которого был С.П. Королёв.

В 1949—1950 годах Глеб Михайлович Табаков работал главным инженером филиала № 2 НИИ-88. В 1956 году он вернулся в НИИ-229 (с 1966 года - НИИхиммаш) в качестве директора.

Виктор Александрович Пухов — испытывал ЖРД на объектах № 1, № 3, №4, был первым начальником испытательной станции ИС-105, а затем техническим руководителем института. Руководил испытаниями УР-200, УР-100 и УР-500 "Протон", БРПЛ конструкции Макеева, носителя сверхтяжелого класса Н-1. Сменил Табакова на посту директора НИИхиммаш.

Карнеев Юрий Александрович в 1950 году пришёл в будущий НИИхиммаш на должность инженера объекта № 1, а в 1975 году возглавил предприятие. Под его руководством были созданы уникальная термобарокамера объемом 8600 м3 и комплекс «Стенд-старт» для системы «Энергия-Буран». Следующий после Пухова директор НИИхиммаш.

После окончания в 1953 году МАИ Николай Васильевич Филин прошёл путь от инженера филиала № 2 НИИ-88 (позже НИИ-229, затем НИИхиммаш) до начальника водородного комплекса. Он руководил созданием уникальных криогенных систем наземных заправочных комплексов, а также крупных имитаторов космоса.

Виктор Петрович Волков — 27 лет являлся начальником испытательной станции №1 предприятия НИИхиммаш.

"Подготовлено первое стендовое огневое испытание центрального блока ракеты «Восток». Обстановка крайне напряженная. Сергей Павлович заметил, что при отсутствии видимости из бункера управления можно сжечь ракету, и предложил: «Около отбойного лотка вырыть окоп, и из него опытный испытатель, который видит всю ракету, будет контролировать процесс первого огневого испытания». Главный инженер нашего научно-испытательного института сказал, что есть такой человек.
...
В понедельник утром я спустился по заснеженному косогору к отбойному лотку, на отметку «минус 40 метров». В пятнадцати метрах от лотка была вырыта яма. Выбор неудачный, поскольку часть ракеты не просматривалась. Выбрав нужное место, ближе к лотку, велел вырыть щель, ширина которой равна ширине моих плеч, а глубина 2,5 метра. По опыту аварийная ситуация обычно развивается в следующей последовательности:
а) появляется дефект;
б) изменяется факел или геометрия конструкции;
в) далее следует взрывное разрушение.
Я рассчитывал, что в случае появления дефекта нажимаю кнопку «отсечки» и падаю в щель. Если ударная волна догонит, то она ускорит падение и, возможно, засыплет землей. Из бункера придут и откопают.
Даны три сигнала сирены, и началась заправка. Мои ларингофоны оказались единственными подключенными к громкой связи, динамики которой расположены в округе и бункере управления. Я лежу на кромке щели, свесив ноги, в руке кнопка «отсечки» и комментирую процесс. Мой голос слышат все, и он единственный:
«Клапан заправки открылся», - я просто слышу его срабатывание.
- «Кислород начал поступать в бак. Заполнено 10, 20, 30 и т.д. процентов. Бак заполнен», - это видно по инею, который образуется на внешней стороне бака.
- «Дренаж закрыт», - прекратилось парение дренажа.
- «Пуск!»
- «Двигатель работает устойчиво», - я это повторял периодически (оценивал по скачкам уплотнения на факелах).
«Останов» по программе. Не дожидаясь отбоя, я стал карабкаться по заснеженному откосу. Навстречу, чуть ли не на треть высоты спустился СП, протянул мне руку и подтянул к себе:
«Ты что, святой?! Почему знаешь, что в моей машине делается?!»
Я стал объяснять, что по звуку, который был хорошо слышен, по инею, скачкам уплотнения и т.д.
«Ну?! Молодец!» - Так я получил высшую похвалу С.П. Королева."
Источник: Н.В. Филин «Криогенные технологии в решении актуальных задач техники и проблем технологии. Мы создали криогенику».

Комплекс КВКС-106 — испытания кислородно-водородных двигателей

"С.П. Королев предвидел широкие перспективы использования кислородно-водородного топлива в ракетно-космической технике и предусматривал его широкое внедрение на модификациях ракеты-носителя Н1. Начинать внедрение водорода предполагалось с космических ракетных блоков относительно небольшой размерности (с запасом топлива до 50 т). Эти блоки, получившие обозначение С и Р, предлагалось использовать в составе модернизированного лунного комплекса ЛЗ вместо блоков Г и Д.
Кислородно-водородное топливо должно было улучшить характеристики комплекса ЛЗ, что позволяло осуществить экспедицию на Луну экипажу из трех человек, из которых двое должны были спуститься на поверхность Луны. В дальнейшем предполагалось разработать кислородно-водородные блоки II и III ступеней ракеты-носителя Н1. Создание кислородно-водородных двигателей для космических ракетных блоков С и Р и III ступени ракеты-носителя Н1 было поручено коллективам ОКБ-2 (А.М. Исаев), ныне КБ ХИММАШ (В.Н. Богомолов, Н.И. Леонтьев), и ОКБ-165 (А.М. Люлька), ныне НПО "Сатурн" им. А.М. Люльки."
Источник: «Ракетно-космическая корпорация Энергия имени С.П.Королёва. 1946-1996»

Транспортировка кислородно-водородного разгонного блока 12КРБ по территории НИИХИММАШ

Экспериментальный бак для криогенных компонентов ракетного топлива. Предназначен для исследования свойств тепловой изоляции при температурах жидкого водорода и кислорода. Теплоизоляционная и силовая оболочки выполнены из композиционных материалов.

Оборудование для проведения химических анализов. Газоанализатор кислорода Г-К1 (Гемпель) - используется при контроле атмосферы в замкнутых объёмах: ёмкостях, колодцах и др.

Электроконтактный вакуумметр ЭКВ-1У использовался в системе контроля давления вакуумных полостей криогенных трубопроводов

"В середине 70-х годов Завод экспериментального машиностроения (ЗЭМ) НПО «Энергия» изготовил пять кислородно-водородных блоков «Р» с двигателями 11Д56. Блок «Р» планировалось использовать в составе модернизированного лунного комплекса ЛЗ. В 1974 году работы в НПО «Энергия» по ЛЗ были прекращены, а блок «Р» рассматривался как экспериментальный блок-лидер, на котором должны были пройти проверку новые технические решения, связанные с внедрением водорода в ракетно-космическую технику.
Для отработки первого отечественного кислородно-водородного блока «Р» в НЭО-106 (КВКС-106) НИИХИММАШ был построен специальный стенд ВЗ.
С 1974 по 1976 год на двух полноразмерных блоках «Р» была проведена отработка систем заправки, наддува, захолаживания расходных магистралей и раскружи турбонасосных агрегатов двигателя в составе блока. Комплексная отработка блока «Р» на стенде ВЗ завершилась проведением огневых стендовых испытаний. Первое огневое испытание блока «Р» было проведено в октябре 1976 года. Затем было проведено еще два огневых испытания."
Источник: Сборник «Наземные испытания ракетно-космической техники», под редакцией д.т.н. А.А. Макарова

Монтаж ЭУ на стенде В5

Пультовая управления стендом В5

Система электропитания кислородно-водородными ЭХГ «Волна-20» и криогенным хранением компонентов должна была обеспечивать корабль лунной экспедиции электроэнергией, теплом, кислородом и питьевой водой

Один из электрохимических генераторов матричного типа «Фотон» для космического многоразового корабля «Буран»

Ещё одним интересным исследованием, проводившимся на КВКС-106, стала отработка систем электропитания лунного корабля и орбитального корабль «Буран». Очевидно, что условия космической экспедиции к спутнику Земли предъявляют жёсткие требования к системе электропитания лунного корабля. Радиоизотопные генераторы, двигатели внутреннего сгорания, турбины открытого цикла не удовлетворяют условиям лунной экспедиции. Солнечные батареи имеют ограниченную площадь и нуждаются в ориентации на Солнце. Проблемой становилась и работа батарей при нахождение космического аппарата в тени Земли (Луны), а также на участках выведения на околоземную орбиту и схода с нее.
Наши инженеры выбрали решение широко применяемое специалистами NASA. Лунный орбитальный корабль получил установку на основе электрохимических генераторов (ЭХГ) с водородно-кислородными топливными элементами.

Сам принцип действия топливных элементов был открыт ещё в XIX веке. Британские учёные тогда ещё не имели одиозной репутации и действительно двигали науку. Вот и профессор экспериментальной физики William Grove обнаружил, что процесс электролиза обратим, то есть водород и кислород можно объединить в молекулы воды без горения, но с выделением тепла и электричества. Первые попытки применить это открытие относятся к концу 1930-ых годов. В космической же технике ЭХГ впервые использовали в 1965 году американцы. На американском пилотируемом корабле «Джемини» использовались два электрохимических генератора, мощностью по 640 Вт и ресурсом 14 суток. Позже «Аполлон» получил три устройства, каждый мощностью 1,4 кВт, а корабли программы Space Shuttle — три генератора UTC РС17С по 10 кВт.

Кислородно-водородные электрохимические генераторы обладают существенными достоинствами, которые перевешивают дороговизну, высокие удельную массу и объём. Во-первых, это чрезвычайно высокая эффективность прямого преобразования химической энергии топлива (водорода) и окислителя (кислорода) в электроэнергию (КПД = 55-65 %). Во-вторых, установка на основе топливных элементов обеспечивает пилотируемый космический корабль не только электроэнергией, но и водой и кислородом для экипажа.

ЭХГ «Волна-20» и топливные элементы смонтированные на фрагменте энергетического отсека лунного орбитального корабля

Письмо А.Н. Туполева работникам НИИХИММАШ с благодарностью за помощь в осуществлении первого полёта Ту-155 работающего на криогенном топливе.

Сопроводительное письмо к решениям Межведомственного научно-технического координационного совета по криогенной технике

Кислородно-водородный разгонный блок 12КРБ

Модуль штатного эжектора криогенной системы охлаждения водорода на стартовом комплексе РН «Энергия». Активная среда - газообразный азот. Пассивная (откачиваемая) среда - пары водорода.

Установка изделия на стенд для проведения «холодных» испытаний перед огневыми испытаниями ступеней РН. Определяются характеристики пневмогидравлических систем (ПГС) изделия, подтверждаются требуемые параметры компонентов топлива, конструкции и среды в отсеках. Отрабатывается штатная технология заправки изделия

О том, как решалась эта задача в СССР рассказывает бывший заместитель директора программы «Энергетические установки на топливных элементах» Сергей Андреевич Худяков. Цитирую по его статье "Разработка энергоустановок на основе щелочных топливных элементов для лунного орбитального корабля и многоразового космического корабля «Буран»":
"К этой работе на конкурсной основе были привлечены все организации страны, имевшие хотя бы лабораторный опыт создания топливных элементов: Всесоюзный научно-исследовательский институт источников тока (ВНИИИТ) (в настоящее время НПО «Квант»); Кудиновский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики (КФ ВНИИЭМ); Уральский электрохимический комбинат (УЭХК); Институт электрохимии АН СССР (ИЭХ АН) и Московский энергетический институт (МЭИ).
Трём первым организациям по единому техническому заданию на конкурсной основе была поставлена задача — создать в кратчайшие сроки ЭХГ для ЭУ ЛОК. В целях обеспечения сжатых сроков разработки ЭУ ЛОК головным разработчиком — РКК «Энергия» — было принято решение о разработке для трёх вариантов ЭХГ универсальных подсистем ЭУ, наиболее тесно связанных с ЭХГ: системы хранения и подачи криогенных компонентов (водорода и кислорода); системы терморегулирования ЭУ с автономными средствами сброса тепла (радиационным теплообменником и теплообменником-испарителем, отводящим тепло за счёт испарения реакционной воды ЭХГ в космическое пространство).
В течение полутора лет после начала разработки были созданы и испытаны на стендах РКК «Энергия» первые образцы ЭХГ трёх указанных организаций. ЭХГ «Волна-20» с щелочным циркулирующим электролитом с «классической» схемой обеспечения тепломассообмена оказался наиболее приемлемым по совокупности всех основных показателей: КПД, масса, габариты, надёжность и ресурс работы. Этому способствовал огромный опыт УЭХК по созданию пористых сред для газодиффузионного разделения урана, а также опыт Уральского электромеханического завода в части создания сложнейших электромеханических систем. Масса одного из трёх ЭХГ составляла 70 кг, давление водорода и кислорода на входе в ЭХГ — 12-16 кгс/см2, мощность — 1,1 кВт, напряжение постоянного тока — 25-33 В."

Под эту задачу на испытательной базе НИИхиммаш построили стенд В-5, введённый в число действующих в июле 1972 года. Система электропитания для лунного орбитального корабля ЛЗ, отрабатывалась на нём с 1973 по 1975 годы. Экспедиция должна была продлиться 13 суток. Всё это время СЭП с кислородно-водородными ЭХГ «Волна-20» и криогенным хранением компонентов должна была обеспечивать корабль электроэнергией, теплом, кислородом и питьевой водой для бытовых нужд космонавтов. К сожалению, лунная экспедиция не состоялась и проверить на практике работоспособность системы не удалось. Следующая попытка состоялась в рамках разработки многоразовой космической транспортной системы «Энергия — Буран». Об этом упоминается в сборнике «Наземные испытания ракетно-космической техники»:

"В 1975 году на стенде В-5 началась отработка новой, более мощной СЭП для космического многоразового корабля «Буран». ЭХГ «Фотон» были созданы Уральским электрохимическим комбинатом Министерства среднего машиностроения. Стендовые испытания подтвердили высокие характеристики СЭП. Общая наработка одного комплекта из четырех ЭХГ «Фотон» достигла к 1990 году проектного уровня (5000 часов). В 1976 году на стенде В-5 отработан ЭХГ «Спрут-ЗГ» морского назначения, созданный Всесоюзным НИИ источников тока (ВНИИТ).
В 1982 году специалистами НИИХИММАШ совместно с НИИ технологии машиностроения была разработана и внедрена на стенде В-5 технология контроля герметичности агрегатов автоматики в среде жидкого водорода. Технология обеспечила успешную автономную отработку водородных агрегатов ЖРД 11Д56, 11Д122, блока «Ц» носителя «Энергия», разгонного блока 12КРБ."

Макет испытательного комплекса ИС-618

В 1962 году Генеральный конструктор академик С.П. Королёв утвердил техническое задание на создание комплекса космических испытаний. Проект предусматривал создание двух вакуумных камер полезным объемом 300 и 1300 м3. Давайте разберёмся – чем вызвана необходимость строительства таких огромных, дорогостоящих сооружений? В этом нам помогут прекрасные лекции А.В. Колесникова (МАИ) по курсу «Испытания конструкций и систем космических аппаратов». Из учебного материала мы узнаем, что математическое моделирование теплообмена космических аппаратов затруднено не ограничениями методов или недостатком вычислительных мощностей, а сложностью и неопределённостью процессов внешнего и внутреннего теплообмена между элементами космических аппаратов.
Поэтому конструкторы обязательно проводят тепловую отработку изделия. Выполняется серия экспериментов, на основе результатов которых дорабатываются либо средства обеспечения теплового режима (радиаторы, изоляция и т.д.), а иногда и конструкция аппарата.

Самым важным, сложным и затратным видом тестов являются тепловакуумные испытания. Их отличительной особенностью является моделирование в экспериментальных установках космических условий полета или условий пребывания на поверхности не имеющих атмосферы небесных тел. При этом основная трудность моделирования объекта испытаний связана с невозможностью имитировать невесомость, влияние которой на тепловой режим проявляется через гидродинамику, гидростатику теплоносителей, а также через влияние на процессы конденсации и испарения.
Дополнительную сложность вносит прямая зависимость между точностью воспроизведения условий космического пространства, стоимостью производства и эксплуатации имитационных средств. Чем точнее вы хотите проверить КА до старта – тем больше вам надо потратить ресурсов. Впрочем, в любом случае, на эти работы нужно очень много денег.

Макет испытательного комплекса ИС-618 предназначеного для проведения тепловакуумных испытаний космических аппаратов

Соответственно, исследователям приходиться идти на явное упрощение, исследуя внешние факторы космической среды по отдельности. Так, в термобарокамерах изучается влияние на изделие высокого вакуума, теплового излучения Солнца и планет. При этом установка должна не только откачать воздух из камеры, а затем длительного поддерживать глубокий вакуум, но и устранять пары и газы, выделяющиеся из КА (водяной пар, летучих компонентов уплотнений, изоляции проводов, терморегулирующих или просто лакокрасочных покрытий и др.) Второстепенные же факторы: ультрафиолетовое и рентгеновское излучение Солнца, микрометеорные потоки, деградация материалов и т.п. исследуется отдельно в специальных установках.

По ряду причин технического характера имитатор солнечного излучения в термобарокамерах обычно является неподвижным. Следовательно, для воспроизведения возможного изменения ориентации испытываемого объекта относительно потока солнечного излучения и лучистых полей Земли необходимо оснащение тепловакуумной установки устройством, позволяющим поворачивать испытываемый объект. Для больших тяжелых космических аппаратов не вызывает трудности лишь вращение относительно своей вертикальной оси, а вращение относительно двух осей – сложная техническая задача.

Теперь, когда вы осознали масштаб задачи, оценим её решение. Вернёмся на испытательную базу, в Загорск. Первая очередь комплекса (вакуумная камера полезным объемом 300 м3) должна были войти в эксплуатацию в 1964 году. Однако в указанный срок подольский завод им. Серго Орджоникидзе лишь приступил к изготовлению элементов ВК 600/300, поэтому монтаж камеры в корпусе КИ-1 начался в 1965 году. Одновременно разрабатывался и изготавливался имитатор Солнца, а в главном зале, в криогенном отделении и тамбуре монтировались мостовые краны. С 1966 года в корпусе ККИ идет монтаж и наладка вакуумных систем. Год спустя сдана в эксплуатацию система измерений, которая работала на базе машин централизованного контроля «Сокол» (о них - отдельный рассказ).

Криогенная схема ВК 600/300 состоит из систем:
1. Азотоснабжения и рефрижерации энергии холодных паров азота из камеры. В 1967 году Балашихинский завод им. 40-летия Октября начал изготовление и поставку секций азотных экранов. 29 августа 1968 года в ВК 600/300 был получен вакуум 6x10 в минус шестой степени мм рт. ст. и подтверждена готовность камеры (без имитатора Солнца) к испытаниям космических аппаратов.
2. Система снабжения камеры холодным гелием. При пуске гелиевой системы в 1970-1971 гг. в ВК 600/300 получили вакуум 5,0 - 1,5x10 в минус восьмой степени мм рт. ст., причем второй пуск был совмещен с испытаниями блока двигателей КА «Салют». Температура в гелиевом цикле была в пределах 16 - 20 К.

Таким образом, в СССР появилась установка для проведения тепловакуумных испытаний крупногабаритных КА, их фрагментов или полноразмерных тепловых макетов, позволяющая проводить комплексные испытания с целью:
- уточнения тепловых режимов систем и агрегатов КА в условиях, приближенных к натурным;
- подтверждения работоспособности системы обеспечения теплового режима объекта испытания в экстремальных условиях внешнего и внутреннего теплообмена;
- проверки эффективности рекомендаций по управлению тепловым режимом;
- уточнения математической модели теплового состояния космических аппаратов;

В состав средств имитации входят: вакуумная камера, имитатор реликтового фонового излучения, имитатор солнечного излучения, имитатор инфракрасного излучения, имитатор пространственного положения объекта испытаний.

Макет испытательного комплекса ИС-618 предназначеного для проведения тепловакуумных испытаний космических аппаратов

"Первое тепловакуумное испытание в НИИХИММАШ на установке ВК 600/300 проведено в октябре 1968 года, а первым изделием был тепловой аналог лунохода - блок «С» изделия Е-8 (НПО им. С.А. Лавочкина, Главный конструктор Г.Н. Бабакин), который потом был доставлен на Луну в составе КА «Луна-16», «Луна-20».
В камере ВК 600/300 были воспроизведены условия нахождения КА на поверхности Луны специально разработанным имитатором излучения грунта и планеты до горизонта. Уже на первом испытании выявлен ряд недоработок в системе терморегулирования лунохода, имелись замечания по тепловому режиму (не обеспечивался тепловой режим радиопередатчика и блока «Рифма»). В процессе испытаний все замечания устранили и проверили их эффективность. В процессе ТВИ выявили значительные запасы мощности изотопного источника питания. По результатам ТВИ откорректировали программу научных исследований на поверхности Луны с учетом увеличения времени активного функционирования лунохода в течение лунного дня.

Очень важная информация была получена при тепловакуумных испытаниях полностью собранного изделия Е-8 (блок «КТ» + блок «С»), которые проводились в декабре 1968 года:
- температура изделия на старте должна быть не ниже 22 - 25°С, чтобы к концу «перелета» по трассе Земля - Луна температура элементов двигательной установки была в пределах допуска;
- необходимо наличие крышки на сопле двигателя в течение всего полета.
Качественная отработка теплового режима КА при ТВИ в камере ВК 600/300 способствовала успешному выполнению программы полета КА «Луна-16» и «Луна-20»."
Источник: «Наземные испытания ракетно-космической техники», под редакцией д.т.н. А.А. Макарова

Комплекс ИС-618 — проведение тепловакуумных испытаний

Линза лампы светового щита

Лампы использовавшиеся для имитации солнечного излучения высокой интенсивности

Ксеноновая лампа ДКсРМ-70000

Ксеноновая лампа ДКсРМ-70000 разрядная сверхвысокого давления применяется для имитации солнечного излучения высокой интенсивности

"На начальном этапе развития космонавтики наземная экспериментальная база была сравнительно слабой. В США, например, первая установка, предназначенная для проведения тепловых испытаний космических аппаратов, построена только в 1958 г. и была весьма примитивной. Она представляла собой камеру диаметром 2,4 м и длиной 4,6 м. Ее экраны охлаждались протекавшим по ним жидким азотом. С помощью трех механических и одного диффузионного насосов в ней можно было поддерживать давление порядка 10–11 – 10–12 кг/см2. Имитация внешнего теплового потока, поступавшего на установленный в камере аппарат, производилась с помощью инфракрасных нагревателей, количественно воспроизводивших потоки, вычисленные аналитически.

Практический опыт, однако, вскоре показал, что экспериментальная техника должна быть более совершенной прежде всего в аспекте имитации внешних тепловых потоков. В результате в 60-е годы в разных странах начали проводиться работы по созданию имитаторов солнечного излучения. Их применение, кроме более полного исследования тепловых режимов космических аппаратов, позволяло также решать широкий круг других весьма важных задач: испытывать оптические приборы системы ориентации и солнечные батареи, снабжающие аппарат электрической энергией, изучать влияние излучения Солнца на свойства материалов и т. д.
Г.М. Салахутдинов, «Тепловая защита в космической технике»

Первичные преобразователи (дачики). МАЧ - модель абсолютно чёрного тела. Использовалась при градуировке преобразователей лучистых потоков

"Первоначально в качестве источников излучения применялись угольно-дуговые лампы, достаточно хорошо имитировавшие спектральное распределение энергии Солнца во всем диапазоне длин волн, кроме ультрафиолетовой области (0,2–0,4 мкм), где недостаток мощности можно было компенсировать с помощью дополнительных источников. Однако этот вид ламп имел ряд существенных недостатков; в частности, из-за быстрого сгорания положительного электрода (для дуги мощностью 10 кВт скорость сгорания составляла 0,5 м/ч) его постоянно приходилось заменять новым, кроме того, механизм подачи электродов был сложен, нужно было защищать элементы оптической системы (зеркала, отражающие и преломляющие свет, линзы и пр.) от загрязнения продуктами сгорания.

Поэтому начали применяться лампы с газовым наполнением (ксеноновые, ртутно-ксеноновые), сочетающие в себе яркость угольной дуги с удобством эксплуатации. Вместе с тем и эти лампы имели недостатки. Так, например, они имитировали солнечный спектр хуже, чем угольно-дуговые лампы. В процессе развития оба типа ламп совершенствовались: разрабатывался нерасходуемый отрицательный электрод в угольно-дуговой лампе, улучшалась имитация солнечного спектра за счет введения дополнительных газов в ксеноновые и ртутно-ксеноновые лампы и т. д.

Для создания необходимой интенсивности теплового потока применяется большое количество ламп, располагающихся так, чтобы на испытываемом объекте не появлялось тени или сильно нагреваемых мест за счет взаимного перекрытия лучей от отдельных светильников. Лучи света направляются в камеру с помощью специальных оптических систем, отличающихся большим разнообразием конструкции."
Г.М. Салахутдинов, «Тепловая защита в космической технике»

Общий вид ИС-618. Загрузка КА «КазСат-1» в тепловакуумную камеру ВК600/300 для отработки режимов функционирования бортовых ретрансляторов и бортовых служебных систем, включая режимы парирования возможных нештатных ситуаций

Тепловой макет космического аппарата «КазСат-2», предназначенный для тепловакуумных испытаний в ВК600/300

«Ямал-200» — первый космический аппарат прошедший испытания в ВК 600/300 после внедрения системы безмасляной откачки воздуха. Ранее приходилось проводить испытания на тепловых аналогах из-за опасения загрязнить космический аппарат маслом.

Тепловой макет спутника связи «Ангосат-1». В тепловакуумной камере ВК600/300 имитируются условия космического пространства: глубокий вакуум, холод космоса, нагрев Солнцем и отраженным от Земли теплом, изменение положения на орбите

Важно отметить, что вакуумная камера ВК 600/300 имела существенный недостаток - имитация вакуума обеспечивалась диффузионными паромасляными агрегатами ВА-20-1М. При работе этих насосов происходила миграция паров масла (рабочей жидкости агрегатов) и продуктов его разложения в откачиваемый объем камеры. Пары масла оседали на внутренних поверхностях камеры и испытываемого объекта. По указанной причине ухудшались технические характеристики камеры, а для испытания в большинстве случаев приходилось использовать тепловые макеты, а не лётные варианты КА.

В связи с этим возникла настоятельная необходимость дооснащения ВК 600/300 безмасляными средствами откачки. Для этого в 1996 - 1998 гг. внедрены системы безмасляной откачки: высоковакуумная на базе криосорбционных рефрижераторных насосов РФН 30000 и форвакуумная на базе криосорбционных насосов НКС 2,2/165 и турбомолекулярных насосов ТМН-500. Разумеется модернизации подверглись системы измерения, управления, электропитания, азото- и водоснабжения.

В 1997 году с использованием безмасляной откачки прошли тепловакуумные испытания изделий «Фрегат», «Бриз», «Купон». С декабря 1998 года по февраль1999 года, впервые в отечественной практике наземной отработки КА, в ВК 600/300 проведены ТВИ двух штатных космических спутников нового поколения «Ямал-100» со штатным наземным комплексом управления. Изделия выполнены в негерметичном исполнении, поэтому были повышены требования к точности имитации внешних потоков. Также особо высокие требования были предъявлены к «чистоте» вакуума в камере.

Средства автоматизации исследований тепловых аналогов космических аппаратов в комплексе ИС-618

РКГ-20-1 коммутационная панель включения/выключения временных сеансов работы бортовой аппаратуры космических аппаратов.

Программное устройство к МЦК М40 (машина централизованного контроля). Назначение: с помощью штырей набирается программа по каждому параметру спец.изделия

В 1983 году в ИС-618 началось внедрение информационно-вычислительного комплекса на базе МЦК М40-СМ-1634 с вторичной обработкой на СМ-1210. СМ-1634 — двухпроцессорный управляющий комплекс для автоматизации производства. Надо сказать, что зоопарк управляющих ЭВМ, созданных в СССР с участием некоторых стран-членов СЭВ, делился на четыре ветви развития.
Установленные в ИС-618 компьютеры СМ-1210 и СМ-1634 относились к семейству АСВТ (агрегатная система средств вычислительной техники) - к линейке "системы малых" ЭВМ, совместимой по системе команд с Hewlett Packard HP-2000. Всего на Орловском заводе управляющих вычислительных машин и на Северодонецком НПО «Импульс» выпустили примерно 17 тысяч комплексов этого вида.
Вторая, наиболее развитая, линия в семействе СМ ЭВМ была совместима по системе команд и архитектуре с машинами PDP-11 фирмы DEC. Их выпускали в СССР (киевское НПО «Электронмаш» и литовское ПО «Сигма»), а также в Болгарии и Венгрии.
Третье семейство составляли несколько тысяч совместимых с VAX машин типа СМ-1700, производившихся в СССР на НПО «Электронмаш» и на ПО «Сигма».
Четвёртую ветвь образовывали киевские и тбилисские компьютеры линейки СМ-1800, совместимые по системе команд с процессорами Intel.
Разумеется, для машин СМ наплодили множество конкурирующих операционных систем. Учитывая такое распространённое явление как оптимизация кода под конкретный процессор, ещё одной проблемой этого зоопарка была несовместимость программного обеспечения. Впрочем, в контексте рассказа о музее НИИХИММАШ нам полезно знать, что с внедрением СМ-1210 в корпусе ИС-618 была создана автономная система измерения и обработки, позволившая проводить тепловаккуумные испытания космических аппаратов последующие 10-12 лет.

Комплекс ИС-650 — камера вертикальных испытаний КВИ 8500

"Увеличение размеров космических аппаратов закономерно вызывало необходимость в создании камер большого объема. В начале 60-х годов начинают появляться камеры объемом свыше 50 м3 и даже свыше 500 м3. К концу 60-х годов в США, например, насчитывалось 14 камер объемом свыше 1000 м3 (камера, предназначавшаяся для испытания космического корабля «Аполлон», имела объем 11233 м3).
Как методы имитации температуры и внешних тепловых потоков, так и методы создания космического вакуума в таких установках претерпели существенные изменения. Действительно, в более крупных установках требуются, например, более высокие скорости откачки газов, так как внутренние поверхности стенок камер в вакууме выделяют пары и газы, количество которых при прочих равных условиях прямо пропорционально размерам камер. Кроме того, в больших установках, как правило, бывает значительной длина уплотнений, через которые в барокамеру проникает воздух. Наконец, на количество выделяющихся паров и газов влияют вспомогательное оборудование и размеры испытываемых объектов, имеющих в большинстве случаев материалы с большим газоотделением (все органические материалы, резина и т, д.).

Однако поддержание необходимого уровня вакуума в больших камерах путем увеличения скорости откачки с помощью насосов становится технически сложным, и поэтому решение этой задачи пошло по другому пути – с помощью криогенной откачки. С этой целью в камере предусматривались участки (криогенные панели), охлаждаемые жидким водородом (точка кипения при нормальном давлении составляет 20 К) или газообразным гелием (11 К). Молекулы остаточного газа, попадая на эти панели, «замораживаются», что приводит к понижению давления в камере. Криогенные панели размещаются в пространстве между другим экраном, охлаждаемым жидким азотом.

Охлаждать гелием целиком все экраны камеры технически сложно и экономически невыгодно, так как в этом случае, в частности, первоначальная стоимость установки и эксплуатационные расходы становятся весьма большими. Использование криогенных панелей позволяет с минимальными затратами решить задачу о поддержании необходимого вакуума в камерах. В качестве основных используются чаще всего диффузионные насосы, хотя в ряде случаев применяются и другие их виды: ионно-сорбционные, титановые сублимационные, турбомолекулярные и др.

Так как стоимость космических аппаратов весьма высокая, тепловые испытания иногда проводят на специальных тепловых макетах, на которых вместо аппаратуры применяются имитаторы. На таком макете в разных его местах размещаются температурные датчики, чтобы по их показаниям можно было составить полное представление о тепловом режиме космического аппарата. Тепловой макет устанавливают в барокамере, производят откачку из нее газов, охлаждают ее экраны. Затем включают солнечные имитаторы и начинают испытания.

С помощью специального устройства макет вращается, имитируя изменение положения аппарата относительно Солнца в ходе его космического полета. Имитаторы аппаратуры работают по заданным программам, воспроизводя тепловыделение приборов в разных режимах «полета». Показания датчиков автоматически записываются на специальных приборах. Если в ходе испытаний обнаружится, что система терморегулирования работает неудовлетворительно, в ее конструкцию вносятся соответствующие изменения, и в случае необходимости вновь проводятся испытания для определения эффективности этих изменений."
Г.М. Салахутдинов, «Тепловая защита в космической технике»

1985 год. Орбитальная станция «Мир» на технической позиции в главном корпусе ККИ - первый КА, прошедший испытания в КВИ

Одна из основных уникальных систем КВИ - имитатор Солнца. 1984 год - монтаж криогенной оперативной ёмкости

1987 год. Подготовка к испытаниям технологических систем КВИ. В.В. Костромин ведёт проверку манипулятора имитатора Солнца перед началом испытаний. Е.Д. Дунаев и А.В. Шалин ведут проверку на герметичность

Современное состояние главного цеха ИС-650 (высота около 70 метров). Внизу видна, частично укрытая брезентом, верхняя часть камеры КВИ 8500. Фотография из ЖЖ Lana Sator

"В наземных условиях проводится и имитация теплового режима космических аппаратов на участках полета в атмосфере планет. При этом в термобарокамерах воспроизводятся два основных параметра: давление («высота») окружающей среды и температура поверхности космического аппарата. Нагрев поверхности испытуемых объектов производится специальными нагревателями, например инфракрасными вольфрамокварцевыми радиационными нагревателями. Такие нагреватели состоят из трубок, изготовленных из кварцевого порошка, с навитой на них вольфрамовой нитью накала. Они монтируются в керамические рефлекторы, отражающие тепловые потоки. Существующие нагреватели имеют температуру нити 3000° С. В качестве нагревателей используются также и кварцевые лампы, графитовые оболочки и другие устройства.

Особенно сложная задача при проведении такого рода испытаний состоит в имитации изменения окружающего давления. Во время запуска космического аппарата уменьшение давления воздуха от атмосферного до 10–8 кг/см2 происходит за несколько минут. Изменить так резко давление в вакуумной камере в реальном масштабе времени весьма сложно, так как большинство космических имитаторов не оборудовано вакуумными насосными системами, обеспечивающими такие скорости откачки. Поэтому на практике эта задача решается различными приближенными методами, основанными, как правило, на изменении масштаба времени.

Экспериментальное изучение аэродинамического нагрева в ряде случаев приводило к получению весьма ценных результатов. Так, например, американским специалистам удалось с помощью его имитации найти ответ на вопрос о том, почему в процессе полета одной из ракет систематически происходило разрушение обшивок сотовой конструкции, изготовленной из стекловолокна, пропитанного фенольной смолой. Результаты экспериментов наглядно показали, что причина этого состояла в резком повышении давления газов внутри обшивки из-за слабой газопроводности ее материала."
Г.М. Салахутдинов, «Тепловая защита в космической технике»

Имитатор солнечного излучения в КВИ 8500 с «пятном» 6,0x22,0 м, изготовленный заводом «Большевик», смонтирован в камере Загорским монтажным управлением, ЛОМО, ВНИСИ и отлажен ими на проектные параметры

Первое испытание в КВИ 8500 - базовый блок орбитальной станции «Мир»

Испытания макета хвостовой части многоразового транспортного космического корабаля «Буран» в камере КВИ 8500

Макет (ОК-ВТИ) средней части многоразового транспортного космического корабаля «Буран» в Корпусе космических испытаний, возле камеры КВИ 8500

Строительство камеры вертикальных испытаний КВИ 8500 с имитаторами солнечного излучения, «черного холодного» космоса, вакуума

Схема камеры вертикальных испытаний (КВИ 8500) в Корпусе космических испытаний

Для тепловакуумных испытаний крупногабаритных аппаратов («Аракс», орбитальная станция «Мир», «Буран» и др.) возникла необходимость создания специальной камеры объемом 8,5 тыс. м3. Для этой цели в Загорске был создан комплекс, включающий в себя главный корпус с камерой, кислородно-азотный завод проектной мощностью 7 тонн криопродукта в час, административно-бытовую пристройку с информационно-вычислительным центром. Комплекс строился с 1972 по 1988 год. Объём капитальных вложений в строительство составил более 200 млн. руб. Первое испытание космического аппарата в камере проведено летом 1985 года.

"9 октября 1987 года на ККИ для проведения тепловакуумных испытаний был доставлен отсек полезного груза (ОПГ) орбитального корабля (ОК) «Буран». Транспортировку с Тушинского машиностроительного завода (ТМЗ, Москва) осуществляли представители НПО «Молния» совместно со специализированными организациями.
Для доставки ОК «Буран» в НИИХИММАШ был разработан специальный маршрут. Сначала ОК «Буран» плыл по каналу им. Москвы до Дмитрова на барже. Под Дмитровом (пос. Соревнование) был реконструирован причал для перегрузки изделия с баржи на тягачи, а у деревни Пальчино через реку Велю был построен дополнительный мост. Транспортировка осуществлялась только ночью.

Силами представителей НПО «Молния», ТМЗ и НИИХИММАШ были выполнены работы по подготовке и проведению испытаний. Сначала на технической позиции главного корпуса ККИ осуществлялись доработки (наклейка плиток, установка оборудования и датчиков), все проверки борта, заправки систем. Параллельно велись подготовительные работы по технологическим системам камеры вертикальных испытаний (КВИ). После окончания подготовки на трех железнодорожных платформах ОПГ ОК «Буран» был перевезен в испытательный зал. Системы управления и измерения были состыкованы с системами КВИ для совместных комплексных проверок и отладок. Так как загрузка изделия в КВИ осуществляется через верхнюю горловину диаметром 14,8 м, то после окончания проверок с помощью двух мостовых кранов была проведена вертикализация изделия и последующая загрузка его в КВИ.
Тепловакуумные испытания проводились в соответствии с программой. Однако она была выполнена за два цикла, вместо одного, в связи с аварией на контура системы терморегулирования).
Общее руководство испытаниями осуществлялось совместной рабочей комиссией под председательством заместителя директора НИИХИММАШ по ТВИ Н.А. Афанасьева."
«Наземные испытания ракетно-космической техники», под редакцией д.т.н. А.А. Макарова

Переходной отсек орбитальной станции «Мир»

Технические средства обеспечения испытаний

Полевой бесшнуровой телефонный коммутатор малой ёмкости П-193М2 позволяет подключать и обслуживать 10 двухпроводных кабельных и воздушных абонентских линий с телефонными аппаратами системы МБ или радиостанциями, схема которых допускает дистанционное управление

Телефонный аппарат. Подарок музею от А.В. Сергеева

Осциллограф С1-5 (выпуск: 1963 год) — универсальный радиоизмерительный прибор для исследования периодических процессов в лабораторных и полевых условиях

Линейный мост ЛМ-48 (Р-343) — прибор для измерения сопротивлений от 0,2 до 5000 Ом

Взрывозащищённый аппарат 1970 года. Подарок музею от НЭО-319, начальник отдела С.Ю. Теплухин

Радиоприёмник сетевой ламповый «Звезда-54» со II-кв 1954 года выпускали Харьковский завод Коммунар и Московский завод Мосприбор. Радиоприёмник «Звезда-54» по своему внешнему оформлению полная копия французского радиоприёмника «Excelsior-52» выпуска 1952 года.

Радиоприёмник «Волна-К» создавался как корабельный вспомогательный связной приёмник, но из-за разбалтывания контуров при качке, использовался лишь как вещательно-трансляционный.

Режим, охрана, безопасность

Работы по теме «Энергия-Буран»

1996 год. Коллектив инженерно-технического состава проводивший тепловакуумные испытания макетов средней и хвостовой частей фюзеляжа ОК «Буран» (ОК-ТВИ)

Подготовка к испытаниям в ККИ макета ОК-ТВИ — полностью оборудованных средней и хвостовой частей фюзеляжа в штатной комплектации (без носовой части, киля и консолей крыла).

Испытания двигателя второй ступени ракеты-носителя «Энергия» РД-0120 (11Д122) на стенде В2

Фрагмент сопла двигателя I ступени РН «Энергия» РД-170 (11Д520). Подарок музею от Т.Н. Клименко. Мощность РД-170 - около 20 млн л.с., это самый мощный ракетный двигатель на жидких компонентах топлива.

"Для «Энергии» была принята концепция всесторонней наземной отработки узлов, агрегатов, систем, блоков и ракеты в целом с целью достижения необходимого уровня надежности и безопасности при минимальном числе летных испытаний ракеты. В 1982 г. решением Военно-промышленной комиссии была определена стендовая база для отработки составных частей, систем, узлов и агрегатов системы «Энергия - Буран». Всего было утверждено 189 объектов стендовой базы. На конец первого квартала 1984 г. было введено в эксплуатацию 128 стендов, 32 стенда создавались в запланированные сроки, 26 стендов - с отставанием до двух лет.
Наиболее крупными и важными из стендовых объектов были:
- универсальный комплекс "стенд-старт". Планировавшийся срок ввода - конец 1982 г. Фактический срок ввода - 1986 г.;
- СОМ-1 - стенд для газодинамических исследований и получения пульсационных характеристик на модели 1:10 ракеты-носителя при старте. Срок ввода - 1982 г. Создатель - НИИХимМаш Минобщемаша. Введен в 1984 г.;
- СОМ-2 - стенд для газодинамических исследований на модели ракеты-носителя в газодинамической трубе. Срок ввода -1984 г. Был введен в 1985 г.;
- комплекс ВКТИ-2 - стенд для проведения тепловакуумных испытаний натурных отсеков орбитального корабля. Срок ввода -1983 г., а введен в 1985 г.;
- стенд "Р" для отработки систем отделения параблоков и орбитального корабля от блока Ц. Введен в 1984 г.;
- стенд В2А для испытаний двигателя РД-0120 на 100 % тяги. НИИХимМаш. Введен в 1984г.;
- стенд для отработки системы дожигания выбросов не прореагировавшего водорода. Введён в 1984 г.
Основная стендовая экспериментальная база группировалась в ЦНИИМаше, НПО «Энергия», на заводе «Прогресс», НПО «Южное» и НИИХимМаш в Загорске."
Источник: «Наземные испытания ракетно-космической техники», под редакцией д.т.н. А.А. Макарова

Макет ОК-ТВИ — фюзеляж орбитального корабля «Буран» в штатной комплектации перед проведением тепловакуумных испытаний в КВИ 8500

Фрагмент тепловой защиты космического корабля «Буран»

Кинокамера СКС-1М на максимальной скорости съёмки (4000 кадров в секунду) расходует полную бобину плёнки (30 метров) за 1,5 сек. СКС-1М применялась при изучении разделения блоков системы «Энергия-Буран» на стенде «Р» (ЭО-648). Кинокамера скопирована с Wollensack 16mm - WF3 и WF4 Fastax

На штативе 3ШКС-М «Пингвин» — высокоскоростная кинокамера 3КСУ (256 кадров в секунду), которая использовалась при отработке разделения системы блоков «Энергия - Буран»

Циклограмма основных операций при запуске изделия 14А02 с универсального комплекса «Стенд-старт» (Байконур). 14А02 это комплекс, состоящий из РН 11К25 «Энергия» №6СЛ и КА 17Ф19ДМ «Скиф-ДМ» №18201

Ракета-носитель «Энергия» 11К25 и космический аппарат «Скиф-ДМ» 17Ф19ДМ на универсальном комплексе «Стенд-старт» (Байконур)

Испытания макетов хвостовой и средней частей (ОК-ТВИ) в КВИ 8500

Отработка разделения ступеней ракеты-носителя «Энергия»

Камера сгорания ракетного двигателя масштабной модели комплекса «Энергия - Буран» стенда СОМ-1

Стенд СОМ-1 (стенд обжига материалов) для газодинамических исследований и получения пульсационных характеристик на модели 1:10 ракеты-носителя при старте.

Строительство СОМ-1 - стенда обжига материалов. Использовался в программах лунной экспедиции и «Энергия - Буран»

Испытания систем стенда СОМ-1

"СОМ-1 представлял собой уникальное сооружение, состоящее из модели М1:10 стартового сооружения и расположенной над ней модели РН «Энергия» (боковой и донной частей) с моделью ОК «Буран». В состав модели РН «Энергия» входили 20 камер сгорания разработки НПО «Энергомаш» суммарной тягой 40 тс, работавших на газообразном кислороде и керосине с давлением в камере сгорания 200 кгс/см2. Питание камеры сгорания компонентами топлива производилось от стендовых баллонных установок с рабочим давлением 400 кгс/см2, расположенных в подземных помещениях под моделью стартового сооружения.
С помощью специальной гидросистемы обеспечивалось дискретное смещение модели изделия относительно модели стартового сооружения на 3 м по высоте и на 6 м в горизонтальной плоскости, что позволяло имитировать подъем и смещение натурного изделия при старте. Время испытания СОМ-1 составляло 10 секунд."
Источник: «Наземные испытания ракетно-космической техники», под редакцией д.т.н. А.А. Макарова

Носовой блок объединённой двигательной установки орбитального корабля «Буран»

"В статье «Первый полет» («Авиация и космонавтика», 1989, N4) авторы В.Кравец и О.Бабков, характеризуя объединенную двигательную установку (ОДУ) орбитального корабля "Буран", пишут, что в ее состав входят 48 двигателей трех размерностей по тяге. Однако сложность и новизна ОДУ определяются не столько количеством двигателей и разнообразием решаемых с их помощью задач, сколько новыми техническими решениями, необходимость которых была вызвана выбором топливной пары "жидкий кислород + углеводородное горючее".
Даже теперь, спустя почти полтора десятилетия, этот выбор не кажется бесспорным для многих специалистов. Дело в том, что для двигательных систем подобного типа использование криогенного топливного компонента, такого, как жидкий кислород, связано с решением множества технических проблем. Ведь до сих пор в мировой практике двигательные установки для орбитальных космических аппаратов создаются исключительно на базе некриогенных топлив либо однокомпонентных (гидразин, перекись водорода), либо двухкомпонентных (окислитель - азотный тетроксид, горючее - производные гидразина). Почти все эти вещества (кроме перекиси водорода) высокотоксичны, а некоторые производные гидразина, кроме того, еще и экологически опасны.
Использование же кислородно-углеводородного топлива позволило значительно повысить энерговооруженность "Бурана", сделать его эксплуатацию более безопасной и экологически чистой. И это особенно важно для многоразовых транспортных космических систем. И еще. Появилась возможность объединить ОДУ с другими бортовыми системами "Бурана", использующими кислород, например, электропитания и жизнеобеспечения.
Техническое своеобразие установки во многом определилось повышенными требованиями к безопасности и надежности, обеспечению многоразовости, выхода из нештатных ситуаций и др. Кроме того, влияние массы топлива на центровку "Бурана" как крылатого летательного аппарата также сказалось на ее техническом облике. И потому неудивительно, что создание ОДУ оказалось очень сложным делом и потребовало многих сил от конструкторов, производственников и испытателей."
Источник: Б. Соколов, А. Санин, «В одной упряжке мороз и пламя» («Авиация и космонавтика», №1/1991)

Управляющие двигатели и двигатели ориентации разрабатывались в НИИ Машиностроения в г. Нижняя Салда Свердловской области

"В то же время применение криогенного окислителя в установке с большим числом двигателей управления, значительно удаленных от топливных баков, рассчитанной на продолжительность орбитального полета до 30 суток, потребовало прежде всего решить две весьма сложные задачи: обеспечить длительное хранение жидкого кислорода в баке при наличии теплопритока извне и постоянное присутствие окислителя (с соответствующими параметрами) на входе в двигатели управления с целью включения их в любой момент полета.
Первая задача была решена за счет глубокого охлаждения (до -210 град. С) кислорода и заправки его в единый теплоизолированный бак, который снабжен средствами перемешивания для выравнивания температуры в полете. В таком состоянии хранится весь запас кислорода, предназначенный как для основных (маршевых), так и для двигателей управления. Все это позволяет избежать потерь в течение 15-20 суток, а более длительный полет будет обеспечиваться с помощью холодильной машины.
Для второй задачи найдено нетрадиционное решение. Питание двигателей управления осуществляется за счет газообразного кислорода, получаемого в специальном бортовом газификаторе путем сжигания в жидком кислороде небольшой доли горючего."
Источник: Б. Соколов, А. Санин, «В одной упряжке мороз и пламя» («Авиация и космонавтика», №1/1991)

Носовой блок объединённой двигательной установки орбитального корабля «Буран»

"Как же действует ОДУ? Напомним, что рабочим телом управления пневмогидравлической системы является гелий, который хранится в шаровых баллонах, погруженных в жидкий кислород. Последовательность и логика работы системы определяются программой и алгоритмами, заложенными в бортовой вычислительной машине и приборах систем управления и технической диагностики.
Перед запуском маршевого двигателя с помощью двух управляющих в течение 20-25 с создается предварительная осевая перегрузка, составляющая 0,001 земной. Под ее действием жидкости в топливных баках приливают к выходным клапанам и запускаются насосы предварительной подкачки, расположенные непосредственно на баках.
В процессе рабойы маршевого двигателя топливные емкости наддуваются гелием, который перед подачей в бак горючего подогревается в регенераторе тепла. После того как выдан заданный импульс тяги, он отключается, закрываются разделительные клапаны и прекращается наддув.
Двигатели же управления питаются окислителем от ресиверов, в которых находится газифицированный кислород при давлении 2,5-5,0 МПа. Его запаса хватает на работу в течение двух-трех секунд десяти таких двигателей. Когда же давление в ресиверах падает до 3,0- 2,5 МПа, по команде соответствующего сигнализатора в работу включаются один или два газификатора окислителя.
Горючее к двигателям управления подается от вспомогательных баков высокого давления, снабженных разделительной мембраной. Предусмотрена и их дозаправка из основной емкости с помощью специального насоса."
Источник: Б. Соколов, А. Санин, «В одной упряжке мороз и пламя» («Авиация и космонавтика», №1/1991)

Отработка газодинамики старта ракет-носителей

"В 1981 г. на стенде СВОД-М, а затем на стенде УТТС были проведены первые эксперименты по отработке газодинамики старта изделия «Зенит» на крупномасштабных моделях (М1:5), а с 1983 г. параллельно начата отработка газодинамики старта изделия «Энергия-Буран» и «Энергия-М» на моделях стартовых сооружений масштаба М1:10, при этом впервые модельные испытания были использованы для отработки конструктивных решений по системам охлаждения старта, как на изделии «Зенит», так и на изделии «Энергия-Буран», что впоследствии было реализовано на натурных стартах. Был получен большой материал по нагрузкам, возникающим на кормовой части изделия и ПУ, на основе которых учеными, конструкторами были даны оценки безопасного и гарантированного старта ракет.
Стенд СВОД-М обеспечивает отработку газодинамики старта ракет-носителей (РН) на моделях крупного (М1:5-1:10) масштаба с тягой до 50т. Эксперименты проводятся с целью определения в натурной последовательности и при взаимном влиянии всего комплекса процессов (квазистационарных газодинамических, ударноволновых, тепловых, акустических), действующих на ракету-носитель и стартовое сооружение при запуске двигательной установки, сходе РН и подъеме на высоту 50-80 м. Изделия прошедшие отработку: РН «Н-1», РН «Зенит», МКС «Энергия-Буран», РН «Энергия-М»."
ФКП "НИЦ РКП" : Испытания газодинамики старта

Модель стенда вертикального огневого динамического «СВОД-М» применявшегося для изучения взаимного влияния всего комплекса процессов (газодинамических, ударноволновых, тепловых, акустических), действующих на ракету-носитель и стартовое сооружение при запуске двигательной установки

Модель ракетно-космической системы «Энергия-Буран»

Отработка на стенде СОМ-1 (стенд обжига материалов) крупномасштабной (М1:10) модели системы «Энергия-Буран»

Отработка на стенде СОМ-1 (стенд обжига материалов) крупномасштабной (М1:10) модели системы «Энергия-Буран»

Ракета-носитель «Энергия» 11К25 и космический аппарат «Скиф-ДМ» 17Ф19ДМ на универсальном комплексе «Стенд-старт» (Байконур)

Двигатель РД-171 (11Д520) создания тяги и управления полетом I ступени РН «Зенит»

"16 марта 1976 года было принято Постановление ЦК КПСС и СМ СССР «О создании универсального космического ракетного комплекса «Зенит» (11К77). Головной разработчик - КБ «Южное», головной изготовитель - ПО «Южный машиностроительный завод» (ныне Днепровский ракетнокосмический центр, Украина).
Разработанная под руководством Генерального конструктора В.Ф. Уткина двухступенчатая ракета-носитель среднего класса «Зенит» предназначена для вывода полезного груза до 14 т на опорную орбиту. Имея полностью автоматизированный старт, РН «Зенит» в 80-х годах стала в своем классе самой совершенной РН в мире. Модуль первой ступени РН «Зенит» входит в состав четырех блоков первой ступени сверхтяжелой РН «Энергия».
Для первой ступени РН «Зенит» в НПО «Энергомаш» в конце 70-х годов был создан уникальный двигатель РД-171. Самый мощный в мире четырехкамерный ЖРД (тяга в пустоте 900 т) работает на экологически чистых компонентах топлива (кислород, керосин) и предназначен для многократного (до 10 раз) использования. Аналогичный ЖРД РД-170 использован на первой ступени космического комплекса «Энергия-Буран».
Экспериментальная отработка двигательных установок первой и второй ступеней РН «Зенит» была запланирована на стендах НИИХИММАШ.
...
Первое огневое испытание II ступени РН «Зенит» было успешно проведено 13.02.81 г. (ведущий - А.В. Сулягин), второе - 30.10.81 г. Закончилось второе испытание аварийным выключением двигателя и пожаром на изделии по причине возгорания насоса окислителя рулевого двигателя 11Д513 после запуска. Пожар был потушен, стенд при этом не пострадал.

Первая попытка огневого стендового испытания (ОСИ) I ступени была предпринята 26.06.82 г. (ведущий - А.В. Сулягин). В связи с недостаточной отработанностью двигателя 11Д520 были приняты меры предосторожности: ограничение времени работы до 6 с при неполной заправке баков компонентами, эвакуация не занятых в ОСИ подразделений и ближайшей части поселка, привлечение на время пуска дополнительных пожарных частей Московской области.
Запуск двигателя прошел нормально, однако на 6 с произошло возгорание газового тракта двигателя, приведшее к разрушению расходных магистралей и баков и сильнейшему пожару в башне стенда. Из-за перегорания кабелей системы управления через несколько секунд после аварии стендовая система пожаротушения отключилась, и пожар распространился по кабельным каналам в подстольные помещения стенда, где уничтожил коммутационные щиты и выносную аппаратуру систем управления и измерения. Стенд был полностью выведен из строя.
После аварии всего за шесть месяцев стенд был восстановлен и принят в эксплуатацию, и уже в декабре было проведено второе ОСИ II ступени.
Через 2,25 с после запуска двигателя 11Д123 прошла команда АВД из-за разгара газового тракта двигателя, в результате чего изделие было полностью разрушено.
Благодаря мерам по обеспечению живучести стенда, принятым в ходе его восстановления после аварии на I ступени, пожар был потушен стендовой системой пожаротушения уже через 15 минут, все основные системы стенда, кроме съемных элементов обвязки изделия, не пострадали.
Причиной аварии двигателя явилось наличие газовых пузырей, не удаленных из тракта горючего в процессе заливки при вертикальном положении двигателя в составе ступени, тогда как отработка двигателя в НПО «Энергомаш» и его филиале в Приморске велась в горизонтальном (наклонном) положении.
После доработки двигателя и проверки его запуска в вертикальном положении в НЭО-105 дальнейшие ОСИ II ступени, проведенные на четырех изделиях с 28.12.83 г. по 07.09.85 г. (ведущие - А.В. Сулягин, Ю.Г. Мякин), прошли успешно. Одновременно шли доводка двигателя 11Д520 и подготовка к дальнейшим испытаниям I ступени РН «Зенит».
Поскольку одной из причин аварии при ОСИ №11 ступени было попадание в газовый тракт посторонних частиц (алюминиевой стружки из бака «О»), особое внимание уделялось чистоте внутренних полостей изделия."
Источник: «Наземные испытания ракетно-космической техники», под редакцией д.т.н. А.А. Макарова

Одна из основных конструктивных особенностей двигателя РД-171 (11Д520) — наличие четырех камер, качающихся в двух плоскостях, и двух газогенераторов, работающих на одну турбину.

Турбонасосный агрегат располагается между камерами, и его ось параллельна оси камер. Такое решение позволяет оптимально разместить двигатель в ограниченных габаритах хвостового отсека РН.

Компоненты топлива: окислитель - жидкий кислород, горючее - керосин.

Для обеспечения ремонтопригодности конструкции широко используются разъемные фланцевые соединения. Для обеспечения герметичности напряженных фланцев большого диаметра используются самоуплотняющиеся двухбарьерные уплотнения с металлическими прокладками.

"К началу работ над двигателями 11Д520 и 11Д521 НПО "Энергомаш" (прежние названия ОКБ-456 и КБ ЭМ) обладал опытом создания двигателей с высоким давлением в КС, построенных по замкнутой схеме и работавших на высококмпящих компонентах (AT и НДМГ).
...
Двигатель состоит из четырех камер сгорания, турбонасосного агрегата (ТНА), бустерного насосного агрегата горючего (БНАГ), бустерного насосного агрегата окислителя (БНАО), двух газогенераторов, блока управления автоматикой, блока баллонов, системы приводов автоматики (СПА), системы рулевых приводов (СРП), регулятора расхода горючего в газогенераторе, двух дросселей окислителя, дросселя горючего, пуско-отсечных клапанов окислителя и горючего, четырех ампул с пусковым горючим, пускового бачка, рамы двигателя, донного экрана, датчиков системы аварийной защиты, двух теплообменников для подогрева гелия на наддув бака окислителя.
Четыре камеры сгорания позволили иметь параметры камеры по тяге, близкие к освоенному диапазону: 185 т тяги при достигнутых в других разработках 150 т. Кроме того, наличие четырех камер и двух ГГ позволяет организлвать автономную отработку этих агрегатов.
При разработке двигателя было предусмотрено обеспечение возможности не менее двадцатикратного его использования в составе носителя, включая межполетные огневые проверки в составе блока. Гарантированные запасы работоспособности двигателей по ресурсу и количеству включений, сверх потребных в эксплуатации (перед последним использованием), должны составлять не менее 5, необходимых для одного полета.
В конце 80-х годов максимальное количество на одном экземпляре двигателя составило 21 испытание."
Источник: ЖРД РД-170 (11Д521) и РД-171 (11Д520)

Двигатель РД-8 (11Д513) для создания тяги и управления полетом II ступени РН «Зенит»

РД-8 (11Д513) — рулевой четырехкамерный ЖРД для создания тяги и управления полетом второй ступени РН «Зенит»

Управление полетом ступени осущестляется качанием каждой камеры двигателя в одной плоскости на угол ±33°

На сборку ракеты каждый двигатель поступает после проведения огневого контрольно-технологического испытания без последующей переборки

Компоненты топлива — жидкий кислород (окислитель) и керосин (горючее) — в камерах сгорания и в газогенераторе воспламеняются с помощью пускового горючего.

"Испытания рулевого двигателя 11Д513 второй ступени РН «Зенит» проводились на стенде 5Б НЭО-105 с 1979 года. Двигатель - 4-камерный, с одним ТНА, с возможностью отклонения камер во время работы на угол до 30 градусов; работает на компонентах топлива РГ-1 (углеводородное горючее) и жидкий кислород. С декабря 1979 по ноябрь 1986 года проведена полная отработка двигателя: доводочные и завершающие доводочные испытания. С июля по ноябрь 1986 года серией межведомственных испытаний двигатель сдан Государственной комиссии.

В процессе отработки был реализован практически полный перечень имитируемых натурных условий, включающий такие редкие, как, например, осевые перегрузки при запуске и останове маршевого двигателя. Разработаны и внедрены уникальные стендовые технологии, в том числе технология глубокой осушки и охлаждения углеводородных горючих. Опыт и рекомендации НЭО-105 были использованы при разработке технологии подготовки горючего для заправки РН «Зенит» на морском старте. Технические решения, разработанные при подготовке и проведении испытаний двигателя 11Д513, защищены более чем 40 авторскими свидетельствами на изобретение.

В дальнейшем на стенде 5Б наряду с серийными испытаниями: контрольно-технологическими, контрольно-выборочными, специальными проверочными - проводятся испытания, обеспечивающие научно-технический задел для дальнейшего совершенствования ракетно-космической техники. К ним можно отнести большую серию сравнительных испытаний двигателя 11Д513, работающего на синтетическом углеводородном горючем - синтине. Работы уникальны хотя бы тем, что в процессе одного испытания в двигатель последовательно подавались три горючих: керосин, синтин, авиационный бензин. Бензин обеспечивал промывку полостей от токсичного синтина, а также удаление тяжёлых углеводородов и смол - для подготовки повторного включения двигателя без переборки.

Уникальную информацию дали: испытания с запуском самотёком (при несамовоспламеняющихся компонентах), программный останов разработанными в ИС-105 средствами по выработке любого из компонентов, запуск с помощью электроплазменного зажигающего устройства и другие.
Также был выполнен большой объём работ по проверке причин аварийных исходов запусков РН «Зенит». Так, уникальными можно считать работы, имитирующие процесс образования кристаллов воды и углекислого газа перед входным фильтром двигателя, а также испытания с вводами инородных частиц перед насосом окислителя и другие. Всего было проведено 514 испытаний двигателя 11Д513 со средним темпом до 60 испытаний в год."
Источник: «Наземные испытания ракетно-космической техники», под редакцией д.т.н. А.А. Макарова

Двигательная установка разведывательного спутника «Аракс»

Двигательная установка разведывательного спутника «Аракс» 14Ф12

ЖРД С5.222 ориентации и стабилизации космического аппарата «Аракс»

Возле здания музея выставлена двигательная установка 14Ф12. Этот индекс был присвоен ДУ спутника видовой разведки «Аракс» к разработке которого конструкторы НПО им. Лавочкина приступили в 1980-х годах. В состав двигательной установки входят: маршевый двигатель С5.120 тягой 600 кг, 16 двигателей стабилизации С5.222 и 4 двигателя микрокоррекций тягой по 2,5 кг. Все двигатели, разработки КБхиммаш им. А.М. Исаева, являлись двухкомпонентными и работали на АТ+НДМГ.
В 2003 году промелькнула в газете «Коммерсантъ» информация о том, что запущеный в 1997 году первый аппарат оптико-электронной разведки этого типа отработал всего четыре месяца вместо гарантированных производителем трёх лет. По оценке издания, стоимость спутника составляла около 100 миллионов рублей.
Второй аппарат этого типа вывели на орбиту летом 2002 года под обозначением «Космос-2392». Этот спутник прекратил работу летом 2003 из-за потери герметичности приборного отсека.

"Впервые двухкомпонентный двигатель С5.222 тягой 2,5кг, работающий на АТ+НДМГ, с ниобиевой камерой сгорания с тугоплавким покрытием, использовался 07.06.97г. для ориентации и стабилизации космического аппарата «Аракс»."
Источник: «Главный конструктор. К 100-летию А.М. Исаева»

Спускаемый аппарат космического корабля «Союз ТМА-2»

На фотографии — спускаемый аппарат космического корабля «Союз ТМА-2». Эту серию транспортных пилотируемых кораблей (полёты 2002-2012 гг.) разработали с учётом требований американских партнёров по проекту МКС. Буква "А" в его индексе означает "антропометрический". Данная модификация отличается от более раннего «Союз ТМ» прежде всего удлинёнными креслами «Казбек-УМ» с новыми четырёхрежимными амортизаторами. Цель — расширить диапазон антропометрических параметров экипажа до значений, принятых в NASA. Предысторию и причины разработки этой модификации раскроет небольшая цитата из заметки К. Русакова "«Союз ТМА» – корабль для МКС", опубликованной в журнале «Новости космонавтики» за август 1998 года.
"Во второй половине 1995 г. работы по «Союзу ТМ» применительно к МКС получили новый импульс. Теперь российская сторона могла выводить корабль на орбиту в беспилотном варианте с помощью штатной РН «Союз-У» (11А511У) и автоматически стыковать его со станцией. В случае аварии экипаж мог вернуться на Землю в спускаемом аппарате (СА) корабля без скафандров, но с системой компенсации утечек.
К этому времени основные работы были сосредоточены даже не на решении задачи создания корабля-спасателя, а на реализации «Союза ТМ» в транспортном варианте для доставки экипажа на российский сегмент станции. Попутно решалась и задача аварийного возвращения с МКС пострадавших американских астронавтов.

В начале 1996 г. NASA предложило рассмотреть возможность доработок «Союза ТМ», исходя из наличия экипажа в скафандрах при спуске, но с использованием новых кресел, с доработкой оборудования и корпуса СА, с соответствующим повторением ряда комплексных испытаний СА. Контракт на создание новой модификации корабля (названной впоследствии «Союз ТМА») был подписан с NASA 19 сентября 1996 г.
Основными целями модификаций стали: расширение диапазона антропометрических параметров членов экипажа до значений, принятых для американского контингента астронавтов, а также повышение степени за щиты экипажа от ударных перегрузок путем снижения посадочных скоростей и усовершенствования амортизации кресел членов экипажа. Российская сторона решила также провести модернизацию некоторых бортовых систем, которая не потребовала бы беспилотных отработочных пусков.

В чем виделось расширение диапазона антропометрических параметров? Как известно, американская космическая программа не предъявляет столь жестких требований к астронавтам, как отечественная. Так уж повелось исторически, но наша система отбора ориентировалась в основном на достаточно «среднего по росту и массе космонавта, что объяснялось стремлением уменьшить предельные габариты и массу КК. Как показал опыт проведения международных работ в космосе на станции «Мир», довольно значительная часть американских астронавтов не попадает в установленную нами «нишу» для экипажа кораблей «Союз ТМ» – одни из-за того, что имеют слишком большой рост, другие, наоборот, из-за того, что их рост, скажем так, невелик. Это создает значительные трудности при размещении экипажа в креслах СА корабля «Союз ТМ», а также может привести к нарушению центровки СА при спуске, что чревато уже значительными последствиями.

Для корабля-спасателя предполагалось провести работы с тем, чтобы расширить рамки допусков космонавтов для экипажа как по росту, так и по массе. Доработки кресел в части увеличения их размеров и прочности привели к необходимости доработок гермокорпуса СА путем введения специальных выштамповок в зоне ног. Но и этого оказалось мало. Возникла необходимость увеличения зазоров между коленями и элементами оборудования СА, а также увеличения угла открытия крышки люка. В зоне чашек кресел потребовалась замена ряда приборов на менее габаритные новой разработки, а также перенос агрегатов и оборудования вглубь СА, под кресла. Пришлось изменить прокладку кабельной сети и трубопроводов в районе ног.

Доработкам подвергся и пульт космонавтов, который стал более компактным и современным, получив новые блоки управления и аварийно-сигнальные устройства, сочетающие световые сигналы со звуковыми, а также многофункциональные экранные индикаторы. Изменилось крепление ручек управления кораблем, уменьшились габариты и принципиально улучшились характеристики телекамер."

Помимо новых кресел, доработки люка-лаза и установки более компактных пульта управления и холодильной установки, «Союз ТМА» получил обновлённый гамма-высотомер «Кактус-2В». Кроме того, на кораблях этого типа заменены два (из 6-ти однорежимных) двигателя мягкой посадки (ДМП) на два новых трёхрежимных (ДМП-М). Впрочем, на фотографиях видны лишь места установки этих двигателей в нижней части спускаемого аппарата.

Спускаемый аппарат космического корабля «Союз ТМА-2». Плохо различимая надпись на борту — автограф космонавта Юрия Ивановича Маленченко, побывавшего в музее весной 2013 года.

Хорошо видны отверстия под установку секционированных двигателей мягкой посадки.

В 1971-1996 гг. на «Союзах» и других КА применялся двигатель малой тяги 11Д427. ЖРДМТ оснащался камерой сгорания из боросилицированного графита и жидкостной системой терморегулирования для предотвращения замерзания компонентов топлива. На смену ему пришёл С5.142 тягой 25 Н, с камерой сгорания из ниобиевого сплава с тугоплавким покрытием. Чтобы топливо не замерзало в длительных паузах между включениями (на форсуночную головку двигателя установлен электронагреватель, включаемый на Земле перед запуском.

Тепловая защита спускаемого аппарата космического корабля «Союз» выполнена из абляционного (абляция - потеря массы при нагреве) материала, т.е. допускающего разрушение внешнего слоя и частичный унос массы тепловой защиты.

Космический корабль «Союз ТМА-2» доставил на борт МКС экипаж 7-й экспедиции в составе космонавта Юрия Ивановича Маленченко и астронавта Эдварда Лу. Произошла плановая замена корабля «Союз ТМА-1», работающего с 1 ноября 2002 года в составе орбитального комплекса МКС в качестве корабля-спасателя. Для обоих членов экипажа это был уже третий полёт в космос. Продолжительность МКС-7 — 184 суток 22 часа 46 минут 28 секунд.
Интересно, что во время работы экспедиции, 15 октября 2003 года, совершил свои 14 витков вокруг Земли первый пилотируемый китайский космический корабль. Узнав об успешном полёте «Шэньчжоу-5» с тайконавтом Ян Ливэй, астронавт Эдвард Лу, имеющий китайские корни (его родители родились в Китае), передал на землю послание на китайском языке — «Добро пожаловать в космос. Желаю успеха».

Выставленный в музее спускаемый аппарат — свидетель ещё одного необычного события: космической свадьбы. Дело в том, что Юрий Маланченко и его невеста Екатерины Дмитриевой (дочь эмигрантов из СССР) планировали сочетаться браком после завершения полёта, в августа 2003 года. На орбите экипаж уведомили о продлении пребывания на МКС до 28 октября 2003 года, однако менять дату бракосочетания пара не захотела, ссылаясь на то, что у жениха – опасная профессия, и до его возвращения может случиться что угодно. NASA разрешило провести церемонию регистрации брака в своём ЦУПе. Роль жениха исполнял картонный двойник Маленченко.

Реакция космических агентств на это событие описана в заметке Дмитрия Собиева "Космическая свадьба - первая и, возможно, последняя": "Ни "Росавиакосмос", ни Американское космическое агентство не собираются делать из этого события сенсацию. Молодые все решили сами. Она отправила ему на орбиту обручальное кольцо. Он тоже послал ей кольцо, сделанное на заказ - 3 алмаза по краям символизируют звезды, гранит - солнце. Есть в этом кольце и Земля, и даже маленькая космическая станция.
Ни одна из космических экспедиций Юрия не вызывала такого резонанса, как предстоящая свадьба. Не все, кстати, восприняли с восторгом эту оригинальную идею. Официальные представители НАСА выразили недоумение по поводу того, что Маленченко нарушает Кодекс космонавта, запрещающий использовать ресурсы станции в личных целях, да и для "Росавиакосмоса" эта свадьба оказалась полной неожиданностью.
"К сожалению, Юра нас поставил в очень неудобное положение. Он нас об этом не предупредил вообще. Если его невеста попросила разрешения у властей и официально обратилась в НАСА, то Юрий сделал по-другому. Он ничего не сказал перед полетом, а позвонил с орбиты и поставил перед фактом", - рассказал руководитель пресс-службы "Росавиакосмоса" Сергей Горбунов.
Командиры Юрия Маленченко, а он - полковник ВВС, предложили ему подождать со свадьбой до возвращения на Землю в октябре. Но невеста ждать не хотела или уже не могла, потому что продала права на эксклюзивные съемки церемонии одной из американских телекомпаний и подписала контракт на демонстрацию свадебных платьев.
Так или иначе, но Юрий Маленченко будет первым в мире космонавтом, зарегистрировавшим свой брак на орбите и, возможно, - единственным, потому что теперь в контракте на полет, который подписывают экипажи перед стартом, появится особый пункт, запрещающий жениться во время космической экспедиции..."

Разъёмы гермоплаты

На боковой поверхности аппарата имеются три иллюминатора. Мы видим тот, на котором установлен визир-ориентатор, используемый экипажем для ориентации по Земле при ручном управлении и для ориентации при сближении.

В нижней части по окружности спускаемого аппарата расположены шесть двигателей системы управления спуском. У вас есть редкая возможность увидеть изнутри место установки ЖРД.

К верхнему торцовому шпангоуту стыкуется орбитальный отсек. Через люк экипаж может перемещаться между спускаемым аппаратом и орбитальным отсеком. Диаметр люка-лаза - 620 мм. Крышка люка-лаза (масса 18,5 кг) открывается внутрь.

О Юрии Маленченко вспоминает его коллега по сорок шестой долговременной экспедиции Международной космической станции - астронавт Скотт Келли: "Я не очень хорошо знаю Юрия, хотя он один из самых опытных космических путешественников в истории. У него репутация блестящего технического специалиста, и то, как он осуществил ручную стыковку в нештатной ситуации, эту репутацию только подкрепляет. На его счету пять полетов в космос, в том числе длительная экспедиция на «Мире», полет на шаттле и три предыдущих долгосрочных пребывания на Международной космической станции – в общей сложности 641 день в космосе. Кроме того, он единственный человек, который женился, находясь в космосе.
Во время его первой экспедиции на МКС они с невестой Екатериной обменялись клятвами на видеоконференции: он – на станции, она – в окружении друзей и родственников дома в Хьюстоне. (Зная Юрия, я сомневаюсь, что он был без ума от этой идеи, просто решил не возражать.)
В его четвертом полете в 2008 г. «Союз» с Юрием оказался так далеко от предполагаемого места приземления, что казахи-пастухи, наткнувшиеся на его дымящийся космический корабль, не имели представления, что это такое. Когда Юрий и остальные члены экипажа – две женщины, Пегги Уитсон и Ли Со Ён, – выбрались из капсулы, казахи приняли его за инопланетное божество, прилетевшее с неба с собственным гаремом. Если бы не прибытие поискового отряда, думаю, пастухи объявили бы его своим вождем."

Баллистическая ракета подводных лодок Р-27 (4К10, РСМ-25)

Р-27 (индекс УРАВ ВМФ — 4К10, код СНВ — РСМ-25,) советская жидкостная одноступенчатая баллистическая ракета комплекса Д-5, размещаемого на подводных лодках (БРПЛ) проекта 667А и 667АУ. Разработка ракеты велась в СКБ-385 под руководством главного конструктора Макеева В. П. с 1962 по 1968 год. Принята на вооружение 13 марта 1968 года. На сегодняшний момент снята с вооружения. Последний запуск в рамках боевой подготовки произведён в 1988 году. С 1991 по 1993 год были проведены три запуска ракеты-носителя «Зыбь», созданного на базе Р-27.

Баллистическая ракета подводных лодок Р-27 (4К10, РСМ-25)

Обтекатель моноблочной головной части (покрашен в красный цвет)

В нижней части Р-27 установлен специальный переходник, с помощью которого ракета стыковалась со стартовым столом

Пояс специальных резинометаллических амортизаторов способствовал снижению нагрузок, действующих на конструкцию выходящей из шахты ракеты

"В конце 60-х годов в состав флота вошли подводные лодки типа «Навага». Вооружение этих лодок составляли 16 баллистических ракет (БРПЛ) Р-27 разработки Главного конструктора В.П. Макеева. В 1966 году на испытательной станции №5 НИИ-229 (ИС-105 НИИХИММАШ) были завершены межведомственные испытания двигателя 4Д10 Главного конструктора А.М. Исаева. По результатам этих испытаний двигатель был допущен в составе БРПЛ Р-27 к летно-конструкторским испытаниям.
В марте 1968 года ракетный комплекс Д-5 с ракетами Р-27 был принят на вооружение советского Военно-морского флота. Одноступенчатая ракета Р-27 (4К10) имела дальность полета 2400 км и была оснащена ядерной головной частью мощностью 1 Мт. Отработка двигательной установки БРПЛ Р-27 (4К10) была проведена на стенде испытательной станции №3 НИИХИММАШ в 1968 году.
При последующей модернизации Р-27 была оснащена разделяющейся головной частью с двумя боевыми блоками. Дальность полета ракеты возросла до 3000 км. Работы по модернизации БРПЛ Р-27 проводились до 1974 года. Модернизированная ракета Р- 27 получила индекс 4К18. На стендах НИИХИММАШ испытания двигателя ЗД20 и двигательных установок К1.30, К1.32 БРПЛ Р-27 (4К10) велись до 1974 года."
Источник: «Наземные испытания ракетно-космической техники», под редакцией д.т.н. А.А. Макарова

Двигатель РД-0242 стартово-разгонной ступени крылатой ракеты 3М25 «Метеорит»

"В конце 1975-го - начале 1976 года В.Н. Челомей, обсудив свои планы с адмиралами С.Г. Горшковым, П.Г. Котовым и их помощниками, а также с главкомом ВВС Главным маршалом авиации П.С. Кутаховым, генерал-полковником авиации М.Н. Мишуком и вооруженцами ВВС, в экстренном порядке поставил перед коллективом ЦКБМ задачу по определению технического облика будущего комплекса "Метеорит". Задача усложнялась предначертанными Челомеем габаритами и массой ракеты в предстартовом положении: цилиндр диаметром до 1650 миллиметров, длина - 10-12 метров, стартовый вес - до 8 тонн. Это должна была быть ракета, стартующая из подводной лодки из-под воды или с борта воздушного ракетоносца, обладающая малой заметностью, высокой скоростью и дальностью до 5000 километров.
Технический облик "Метеорита" значительно отличался от предыдущих ракет В.Н. Челомея. Высотный профиль полёта определил большую площадь треугольного крыла, которое сочеталось с небольшим дестабилизатором. Для компактного размещения в пусковой установке пришлось пойти на трёхкратное складывание консолей, как бы обернув в них фюзеляж ракеты. Заявленные массогабаритные данные ракеты и требуемые от неё характеристики казались несовместимыми. Тем не менее в 1976 году было подготовлено техническое предложение по стратегической сверхзвуковой крылатой ракете, которое было одобрено правительственной комиссией."
Герберт Ефремов, Анатолий Киселев,Александр Леонов, Игорь Харламов, "Яркий след крылатого «Метеорита»"

Двигатель РД-0242 стартово-разгонной ступени крылатой ракеты 3М25 «Метеорит». Стартовая-разгонная ступень морского и наземного вариантов ракеты «Метеорит» имела два ЖРД с суммарной тягой 24 т с управляемыми поворотными соплами и временем работы двигателей около 32 секунд. Разработка РД-0242 велась КБ Химавтоматики (КБХА, г.Воронеж) с 1977 г. по 1988 г. на базе двигателей 1-й ступени МБР 15А20 / УР-100К.

Фрагмент корпуса стартово-разгонной ступени крылатой ракеты 3М25 «Метеорит»

Директорам предприятий, принимавших участие в подготовке АМС, на торжественных собраниях вручались дубликаты вымпелов. Изготавливал эти символы Ленинградский монетный двор. Данная копия досталась химмашевцам после того как 3 февраля 1966 года успешно прилунилась «Луна-9». Оригинал хранится в Океане Бурь, западнее кратеров Рейнер и Марий.

Одна из четырёх основных камер сгорания ЖРД РД-107. Двигатель используется на боковых блоках ракет носителей Р-7, «Союз-У» и «Союз-2».

Современное состояние исторического, самого первого, стенда 1А испытательной станции ИС-101

"Результаты лётно-конструкторских и государственных испытаний (61 пуск) показали возможность достижения заданных высоких ЛТХ ракеты, а в шести из семи последующих дополнительных экспериментальных пусках в 1990-1991 годах были подтверждены основные лётно-технические характеристики унифицированной ракеты "Метеорит". Два последних пуска (69-й и 70-й) носили чисто экспериментальный характер. Один из них был проведён в интересах проверки современных средств ПВО. Маршрут, высота и время полёта крылатой ракеты были известны зенитчикам заранее, средство противодействия РЛС не вышло на режим, и ракета была демаскирована. Несмотря на это, её смогли сбить только второй противоракетой из-за отсутствия ещё одной ложной цели.
Однако, "несмотря на уникальные тактико-технические характеристики КРО "Метеорит-М", выполненный значительный объём испытаний и наличие изготовленного боекомплекта ракет, готовой корабельной части комплекса и АПЛ в целом, работы по КРО "Метеорит-М" были прекращены". Причиной явилось подписание договора с США об ограничении ракет средней и меньшей дальности."
Герберт Ефремов, Анатолий Киселев,Александр Леонов, Игорь Харламов, "Яркий след крылатого «Метеорита»"

Для осмотра сейчас доступно два экземпляра «Метеорит-А»:
Первый, с 2018 года, демонстрируется в подмосковном Музее техники Вадима Задорожного.
Второй находится в Военно-патриотическом парке «Патриот».
В феврале 2016 года третий известный мне «Метеорит-А» из ФГУП «НПО машиностроения» передан калужскому Музею космонавтики, но когда там будет завершён ремон и открыт доступ к уличной экпозции - непонятно.
В 2015 году в Мемориальном музее космонавтики на ВДНХ проходила выставка к 100-летию В.Н. Челомея. К этому событию из Реутова привезли «Метеорит-А», который демонстировался на открытой площадке.