Советские инженеры

Теперь это аксиома — плоская головка с шахматным (или сотовым) расположением форсунок и внутреннее (завесное) охлаждение камеры сгорания. А первый опыт такого охлаждения ЖРД принадлежит Исаеву. Удивительно быстро (всего за два-три года!) он не только вжился в новое дело, но и совершил в нем переворот. К концу 1946 года возглавляемый им коллектив создал цельносварной ракетный двигатель У-1250 («упрощенный, тягой 1250 килограммов»). Этот двигатель, из семейства «уродов» (расшифровывалось так: «упрощенных ракетных одноразовых двигателей»), явился прародителем многих аналогичных конструкций, широко применяющихся и по сей день.

Еще осенью 1944 года Алексей Михайлович пришел к выводу, что ЖРД не может быть массовым авиационным двигателем, прозорливо усматривая его будущее в ракетной технике, где нужны двигательные установки разового применения. Параллельно с отработкой РД-1М он начал работы и в этом направлении. У него возникли собственные оригинальные идеи, в перспективность которых он верил, что позволило ему обойтись без влияния немецкой трофейной техники.

К концу войны работы в области ракетной техники в Германии продвинулись несколько дальше, чем в других странах. И тем не менее в разработке одного важного направления в этой области, решившего проблему устойчивости камер, Исаев опередил немецких конструкторов. Об этом следует рассказать особо.

Еще в 1942 году, занимаясь своим первым ЖРД, Алексей Михайлович выдвинул идею паяного сопла. Но жесткий срок, заданный на отработку РД-1, не позволил ему сразу осуществить свой замысел, который, кстати сказать, вызвал возражения у многих авторитетных специалистов. Они утверждали, что силовая прочная связь двух оболочек камеры недопустима и противоестественна.

Действительно, с первого взгляда кажется абсурдной попытка соединить внутреннюю оболочку, огневая стенка которой раскаляется при сгорании топлива, с внешней, наружной «рубашкой», в которую она помещена, поскольку последняя остается относительно холодной. Считалось само собой разумеющимся, что соединение этих разнотем-пературных оболочек неизбежно приведет к разрушению камеры. А Исаев взял да и связал их. И получил блестящий результат!

Сделал он это, конечно, не на авось, а исходя из точного расчета. Внутренняя стенка камеры изготовлена из стали, которая имеет низкий коэффициент термического расширения и сравнительно низкую пластичность. Во время огневого испытания в стенке камеры создавался перепад температур порядка 600–800 градусов, и было неясно, проходит ли там пластическое сжатие и растягивание и как это воздействует на наружную стенку. Изучая картину этих деформаций, Крутильников выявил сложный замкнутый цикл напряжений, который позволял надеяться, что наружная стенка сохраняется.

Когда Алексей Михайлович увидел петлю удлинений и сжатий, вычерченную главным теоретиком своего отдела, он подвел его к камере сгорания и предложил: «Давай, Мишель, заклиним внутреннюю стенку и лишим ее свободы расширения? Как ты думаешь, выдержит она или не выдержит?»

Крутильников замер от напряжения: ведь одно дело теоретически исследовать деформации и совсем другое — убедиться в своей правоте на практике. «Заклинивай, выдержит!» — наконец выдохнул он.

Это было в начале июня 1944 года, как раз накануне открытия союзниками второго фронта. Внутреннюю стенку камеры заклинили сразу же, Исаев дал команду готовить пуск. Все отошли за крестовину и стали наблюдать, что же произойдет на испытательном стенде.

После удачного эксперимента Алексей Михайлович наметил около шестидесяти вариантов камеры со связанными оболочками, часть которых была изготовлена и испытана. Два года напряженного творческого труда всего исаевского коллектива завершились созданием уже упоминавшегося У-1250. 27 июля 1946 года начались заводские испытания этого двигателя, утвердившего новую генеральную техническую линию.

Первоначально связь оболочек выполнялась точечной сваркой, а необходимый зазор между ними фиксировался узкими полосками — «лапшинками». Затем вместо «лапшинок» сварка стала вестись по выштамповкам в наружной оболочке. Позже Валентин Петрович Глушко применил более совершенное соединение—пайкой гладких оболочек с промежуточной гофрированной вставкой, в дальнейшем появились и другие варианты. Словом, конструкция со связанными оболочками стала общепринятой и заложила прочную основу для создания отечественных двигателей ракетных аппаратов.

Кроме связанных оболочек, другим новшеством в У-1250 стало применение неразъемной и цельносварной камеры, что также встретили в штыки те конструкторы, которые не желали нарушать прежних традиций. Немалым достоинством этого двигателя являлось то, что его камера имела минимум деталей и изготовлялась в основном из тонкого листового материала.

Рациональная форма форсуночной головки родилась уже при конструировании двигателя РД-1М. Она обеспечивала хорошее смешение компонентов топлива и создавала необходимую завесу внутреннего охлаждения камеры. Исаев использовал ее не только на У-1250, но и на многих других своих двигателях.