Работы по жидкостным ракетам и двигателям в 1941-1945 гг.

Первым советским экспериментальным самолетом с ракетным двигателем, совершившим серию успешных самостоятельных полетов, стал истребитель БИ-1 конструкции А. Я. Березняка и А. М. Исаева с ЖРД Д-1-А-1100, созданным в РНИИ. Разработка самолета началась в 1941 г. в ОКБ авиационного конструктора В. Ф. Болховитинова. Двигатель Д-1-А-1100 был самым мощным советским ЖРД, разработанным в предвоенный период. Он имел номинальную тягу 1100 кгс, давление в камере сгорания 19 ат, удельный импульс 200 с, массу 48 кг и работал на азотной кислоте и керосине. Двигатель имел дроссельную систему, обеспечивающую пусковой режим и позволяющую изменять тягу в диапазоне 400-1100 кгс. Продолжительность непрерывной работы двигателя на переменном режиме 200 с, на максимальном до 70 с; общий ресурс работы 18 мин. Камера сгорания двигателя имела внешнее проточное охлаждение: сопло - керосином, цилиндрическая часть - азотной кислотой. В связи с тем что насосная система подачи трудно поддавалась доводке, А. М. Исаев совместно с М. В. Мельниковым разработали вытеснительную систему подачи топлива в двигатель Д-1-А-1100. Применение вытеснительной системы подачи заставило пересмотреть первоначальный проект самолета.

Первый в Советском Союзе самостоятельный взлет на самолете с ЖРД совершил 15 мая 1942 г. летчик-испытатель Г. Я. Бахчиванджи. Второй его полет состоялся в сентябре 1942 г. За ним последовала серия полетов. Во время седьмого полета при скорости более 800 км/ч и в полном соответствии с законами околозвуковой аэродинамики, установленными позже, на самолет начал действовать пикирующий момент, с которым летчик справиться не смог. Бахчиванджи не покинул машину и погиб как герой, отдав жизнь покорению неизвестного. Посмертно ему было присвоено звание Героя Советского Союза.

В процессе эксплуатации ЖРД Д-1-А-1100 выявилось много возможностей улучшения его характеристик. Недостаточно надежным был запуск двигателя, нечетким останов, ресурс двигателя был малым. Весной 1944 г. отдел, возглавляемый Исаевым, приступил к разработке азотнокислотно-керосинового ЖРД РД-1 для реактивного самолета. Как и двигатель Д-1-А-1100, РД-1 должен был иметь многократное включение, диапазон тяг 400-1100 кгс с плавным регулированием и ресурс не менее 30 мин, но должен был превосходить Д-1-А-1100 по надежности и удобству эксплуатации. Подверглись изменению система охлаждения двигателя, соединение головки с рубашкой камеры сгорания, система запуска, форсунки и другие системы. Двигатель РД-1 отрабатывался с весны до октября 1944 г. Заданный 30-минутный ресурс работы был обеспечен, система запуска действовала безотказно, двигатель был прост в управлении и в эксплуатации. С двигателем РД-1, установленным на самолете БИ, была выполнена серия полетов.

Большую работу по созданию авиационных ЖРД провел в 1941 -1945 гг. коллектив ОКБ Глушко. Была разработана серия вспомогательных самолетных двигателей: РД-1, РД-1ХЗ, РД-2, РД-3, предназначенных для существенного увеличения скорости самолетов в решающие моменты их полетов, улучшения взлетных и высотных характеристик. Особенности конструкции двигателей этой серии можно рассмотреть на примере ЖРД РД-3, отработанного в 1944- 1945 гг. Двигатель состоял из трех камер сгорания, развивающих суммарную тягу до 900 кгс (на высоте 15 км до 1000 кгс), турбонасосного агрегата, газогенератора, вырабатывавшего парогаз для турбины, агрегатов пуска и управления. Газогенератор работал на тех же компонентах, что и камера сгорания. Охлаждение газа, поступающего на турбину, производилось впрыском воды, которой охлаждался и газогенератор. Конструкция двигателя допускала автоматические повторные пуски и остановы. Запуск производился сжатым воздухом, поступавшим из бортовых баллонов. Тяга двигателя могла регулироваться в пределах 100-1000 кгс. На режиме форсажа (разбег, форсированный набор вертикальной и горизонтальной скорости) работали все три камеры, изменяя тягу в диапазоне 300-900 кгс. На режимах горизонтального полета, выруливания и посадки могла работать лишь одна камера, обеспечивая тягу в диапазоне 100-250 кгс. Двигатели ОКБ Глушко были надежны и могли работать продолжительное время (гарантированный ресурс до переборки до 1 ч).

При разработке двигателей был найден ряд новых технических решений: пакетное соединение нескольких камер, получившее в дальнейшем развитие в отечественном ракетном двигателестроении; турбонасосный агрегат для подачи топлива в камеры сгорания и газогенератор, работавший на основных компонентах топлива; полная автоматизация (с блокировками) процессов пуска, управления на рабочем режиме и выключения; большая высотность и многократность пусков. Были проведены летные испытания двигателей РД-1 и РД-1ХЗ на самолетах конструкции Лавочкина, Яковлева, Сухого и Петлякова.

Ряд двигателей этой серии прошел официальные и государственные стендовые и летные испытания и находился в серийном производстве.

Из изложенного следует, что работы по ракетно-космической технике в СССР в период 1917-1945 гг. проводились достаточно широким фронтом, охватывая все основные направления ракетной техники, и были сконцентрированы, в основном, в едином коллективе -- Реактивном научно-исследовательском институте. В эти годы был накоплен огромный научно-технический потенциал и практический опыт работ в области жидкостного ракетостроения, двигателестроения и в смежных областях техники, подготовлены опытные, высококвалифицированные кадры специалистов во главе с такими выдающимися учеными, как С. П. Королев, В. П. Глушко, М. К. Тихонравов, Ю. А. Победоносцев и многие другие.

Ранение было, однако работы "задержались" из-за того, что Лангемак и Клеймёнов были расстреляны, Королёв отправлен на Колыму, Глушко посажен. - Хл.