Сасов А.М. Глава 17
Ф.А. ЦАНДЕР и РАКЕТА ГИРД-Х
• Благодаря множеству прочитанных, почти во всех крупных городах европейской части СССР, популярных лекций на тему реактивного движения, Ф.А. Цандер стал известен как активный популяризатор ракетной техники и межпланетных полетов. По просьбе профессора Н.А. Рынина, специально для публикации в монографии, Фридрих Артурович написал свою довольно подробную автобиографию. В виде отдельной главы, Рынин поместил ее в очередном томе своего энциклопедического труда «Межпланетные сообщения».
При написании автобиографии, Ф.А. Цандер не избежал соблазна и пошел на поводу у своего богатого воображения или фантазии. Помимо фактических событий в своей жизни, он описывает мифические встречи с вождем мирового пролетариата. Цитирую эти события:
«В конце 1920 г. я доложил про свой двигатель на Губернской Конференции Изобретателей в Москве, на которой была учреждена Ассоциация Изобретателей, и много говорил про свой проект межпланетного корабля-аэроплана. Там мне Владимир Ильич Ленин обещал поддержку».
«В 1924 г. я в Москве принимал деятельное участие в организации «Общества Изучения Межпланетных Сообщений» и был избран в члены его президиума. Председателем О-ва был публицист Крамаров. Между членами выделялись и такие личности, как, напр., т.т.; Ф. Э. Дзержинский, К. Э. Циолковский. Я. И. Перельман» [1]. Эта автобиография подписана Ф. А. Цандером в Москве, 12 марта 1927 года.
К тому времени, когда Ф.А. Цандер фантазировал на темы своей автобиографии, В.И. Ленин уже успокоился, так и не успев выстроить свою вертикаль власти, и лежал в мавзолее, а Ф.Э. Дзержинский покоился у стены московского Кремля. Таким образом, ни Ленин ни Дзержинский так и не узнали, может быть, о самом ярком, самом интересном факте в их жизни – знакомстве с Ф.А. Цандером – «основателем» мировой и отечественной космонавтики.
Да, встреча В.И. Ленина с человеком, который описал межпланетные путешествия, действительно была. Но проходила она не на Губернской Конференции Изобретателей, а в Кремлевском кабинете Ленина, и не в конце 1920 года, а 1919 году, и на приеме у В.И. Ленина был не Цандер, а всемирно известный английский писатель фантаст Герберт Уэллс, автор произведений «Война миров», «Первые люди на Луне». В книге «Россия во мгле» Г.Уэллс отдельную главу посвятил встрече с В.И. Лениным. Следует заметить, что Г.Уэллс никогда не считал себя изобретателем ни машины времени, ни космических аппаратов.
Причем его перу принадлежат описания многих научных, инженерных решений и предложений в области межпланетных сообщений, конструкций космических кораблей, технологии их изготовления и создание невиданных доселе новых материалов, например, кейворит – сплав экранирующий гравитацию.
Классический пример исторического мифотворчества средствами массовой информации описал Николай Алексеевич Рынин в своей книге «Межпланетные сообщения. Ракеты и двигатели прямой реакции» [1]. Он приводит выдержку из журнала «Авиация и химия» № 1, 1927г., в которой сообщаются «некоторые подробности о постройке в 1922/26 г. в Москве ракетного снаряда»:
«…Газета «Звезда» в городе Новгороде сообщает из Москвы новости, о которых, в самой Москве сидя, никогда и не узнаешь. На Московском аэродроме заканчивается постройка снаряда для межпланетного путешествия. Снаряд имеет сигарообразную форму, длиною 107 метров. Оболочка сделана из огнеупорного легковесного металлического сплава. Внутри каюта с резервуарами сжатого воздуха. Тут же помещается особый очиститель испорченного воздуха. Полет будет совершен по принципу ракеты...
Постройка снаряда ведется уже четвертый год. Для этой цели были приглашены итальянские инженеры. Работа производилась под руководством Циолковского и инженера Цандера...Настоящее сообщение перепечатывается из газеты «Карельская Коммуна».
Так три средства массовой информации, ссылаясь друг на друга, вводят в заблуждение читателя. Загипнотизированный тремя респектабельными издательствами, человек начинает ожидать демонстрации разума человеческого, а именно, открытия эры межпланетных сообщений. И многие, не столь уж откровенно лживые исторические «факты», постепенно заполняют Историю нашего Отечества.
Немецкий ученый Герман Юлиус Оберт, скорее всего тоже читал фантастические произведения Г. Уэллса, но он пошел своим путем. По выражению академика Б.В Раушенбаха «После Оберта можно было где угодно начинать практические работы по ракетам с надеждой на успех. Теория стала быстро переходить в практику».
Иван Петрович Фортиков, ответственный секретарь МосГИРД, в журнале «Изобретатель» пишет: «Немцы оказались правы в отношении выбора камеры сгорания формой куриного яйца. Двигатель, помещающийся на ладони, не превышает и 70 мм при весе 0,25 кг. При достаточном количестве горючего такой двигатель может в течение 1 мин. поднять ракету весом в 6,75 кг на высоту в 80 км» [2].
В журнале «Самолет», Цандер описывает принцип действия трех видов реактивных двигателей французского инженера Ренэ Лоррена и проводит анализ их достоинств и недостатков [3]. Конструируя свой ракетный двигатель ОР-2, он использует уже отработанные идеи, испытанные и показавшие хорошие результаты в конструкциях европейских коллег. Об этом сам Ф.А. Цандер записал в известном «Социалистическом договоре…» № 228/10 от 18 ноября 1931 года [4].
В его первом пункте планируется завершить ряд работ: «1. Проектирование и разработку рабочих чертежей, и производство по опытному реактивному двигателю ОР-2 к реактивному самолету РП-1, а именно: камеру сгорания с соплом де Лаваля, бачки для топлива с предохранительным клапаном, бак для бензина в срок к 25 ноября 1931 года».
Маленький комментарий. Сопло Лаваля - служит для ускорения, проходящего по нему газового потока до скоростей, превышающих скорость звука. Сопло состоит из пары усечённых конусов с криволинейными поверхностями, сопряжённых узкими концами. Сопло было предложено в 1890 году шведским изобретателем Густафом де Лавалем для паровых турбин.
Приоритет Годдарда на применение сопла Лаваля для ракет подтверждается описанием изобретения в патенте США U.S. Patent 1 102 653 от 7 июля 1914 году, на двухступенчатую твердотопливную ракету.
В России в ноябре 1915 года генерал М. М. Поморцев обратился в Аэродинамический институт с проектом боевой пневматической ракеты. В его ракете было применено два интересных конструктивных решения: в двигателе имелось сопло Лаваля, а с корпусом был связан кольцевой стабилизатор [5].
Но, проект есть проект, это чертежи или эскизы, выполненные на бумаге с пояснительным текстом. А как известно, на бумаге далеко не уедешь и не улетишь. В начале двадцатого века уровень Европейской науки и технологий достиг такого уровня, что, Герман Оберт имел все основания заявить: «В мире нет невозможного, надо лишь обнаружить те средства, с помощью которых оно может быть осуществлено».
А вот с этим у конструкторов первой бригады МосГИРД не очень получалось. Экспериментируя с реактивным двигателем ОР-1, Ф.А. Цандер не учел, что в паяльной лампе бензин сгорает в смеси с воздухом, температура пламени при этом составляет 1000оС – 1100оС. Поэтому ее выходное сопло, изготовленное из стали, не плавиться. Напомню, что железо плавится при 1539оС. В то время как температура пламени горящего бензина в смеси с кислородом достигает 2600°С. Ракетный двигатель Ф.А. Цандера ОР-2
должен был работать на бензине и кислороде.
Вот как описывает этот период работы первой бригады Я.К. Голованов: - «Помимо двигателя ОР-2, шли опыты и над двигателем для жидкостной ракеты. Уже в этой первой ракете Цандер хотел сначала дробить, а затем сжигать в двигателе конструкции ракеты. Начались опыты с порошкообразным металлическим горючим: Корнеев, Полярный толкли в специальных мельницах алюминий и магний. Порошок через инжекторы должен был поступать в камеры сгорания, но он шел неравномерно, спекался, прожигал камеру. Всем было ясно, что мельниц на ракете не установишь, что превратить конструкцию в порошок немыслимое дело, а если и превратишь, то надо еще суметь его сжечь, всем было ясно, что из затеи с металлическим топливом ничего не получится. Всем, кроме Цандера.
Корнеев и Полярный просили Фридриха Артуровича отказаться от металлического горючего и упростить систему подачи топлива в двигатель - Цандер категорически отказывался» [4].
Несмотря на многочисленные проблемы, возникающие перед разработчиками ракетного двигателя ОР-2, его изготовление было завершено к 23 декабря 1932 года. Ниже приведена копия Акта о степени готовности двигателя ОР-2 к предварительным испытаниям.
Воспроизведены и форма и грамматика Акта [6]. Непонятно только одно, почему в одно месте Акта двигатель называется ОР-2 (опытный реактивный), а в последней строчке – ОРД-2, опытный реактивный двигатель.
«А К Т
Мы, нижеподписавшиеся, н-к ГИРД старш. инж. КОРОЛЕВ С.П.,
н-к 1-ой бригады старш. инж. ЦАНДЕР Ф.А., инж. 1-ой бригады КОРНЕЕВ Л.К.,
инж. 1-ой бригады ПОЛЯРНЫЙ А.И., механик Испыт.Станции ФЛОРОВ Б.В.,
техник-сборщик Испыт. Станции АВДОНИН В.П. составили настоящий акт
в том, двигатель ОР-2 смонтирован на станине согласно сборочным
чертежам №№ 5534, 5535, за исключением левого кислородного жиклера
и кранов.
ОРД-2 находиться в состоянии вполне годным для предварительных испытаний.
23 – Х;; – 1932 г.».
Шесть подписей.
РГАНТД. ф.107 оп.6 д.54 л.1.
Инженер механик, по университетскому образованию, Ф.А. Цандер, по-видимому, имел довольно смутные представления о физико-химических процессах, протекающих в жидкостно-реактивных двигателях. В своих экспериментах он не учитывает опубликованные научные труды Б. С. Стечкина, В. П. Ветчинкина, Г.Ю. Оберта. С маниакальным упорством он терзает свою модель реактивного двигателя, на основе паяльной лампы, пытаясь заставить ее работать не на бензине, а загружая топливом в виде металлических порошков.
Скорее всего, к этому времени, Фридрих Артурович настолько уже оторвался от реальной жизни, так глубоко погрузился в свой выдуманный мир, что бросая металлический порошок в свою громко гудящую паяльную лампу, видел себя летящим к Марсу, сжигающим на пути, ставшие ненужными крылья ЕГО самолета-ракеты. Для полной иллюзии ему не хватало космического скафандра, или на худой конец - водолазного. Других объяснений его неодолимого упорства в этом вопросе просто не просматривается.
Для своего двигателя, по непонятным соображениям, Ф.А. Цандер выбрал самую неудачную форму камеры сгорания – цилиндрическую. Возможно, из стремления быть оригинальным. Но как конструктор, хорошо владеющий математическим аппаратом, он должен был знать, что при одинаковом объеме сферическое тело имеет гораздо меньшую поверхность, чем цилиндрическое.
Перенос тепла изнутри камеры сгорания осуществляется через ее внутреннюю поверхность. Чем меньше поверхность, тем меньше тепла будет передано в тело металлической конструкции камеры. Поэтому европейские ракетчики остановились на сферической форме камеры сгорания. при этом оптимизируется аэродинамика камеры сгорания.
При хорошем сопряжении сферы с соплом Лаваля, сфера принимает яйцевидную форму, при менее удачном сопряжении – грушевидную. При этом, во много раз, по сравнению с цилиндрической камерой сгорания, улучшается внутренняя аэродинамика яйцевидной камеры. Происходит более полное смешивание окислителя и топлива, формируется ламинарный поток на входе сопла Лаваля. Все это приводит не только к повышению КПД двигателя, но и способствует улучшению его теплового режима.
Когда Ф.А. Цандер уже лежал на больничной койке, 13 марта 1933 года, сотрудники МосГИРД, во главе с С.П. Королевым, провели огневое испытание двигателя ОР-2. Вот как по рассказу участника этих событий В.А. Андреева оно проходило:
«И вот испытания ОР-2 в Нахабине. На станке устанавливается двигатель, по команде подается горючее. Слышно шипение, а зажигание не срабатывает. При очередной попытке раздается оглушительный взрыв. Брезентовый навес вздувается горбом и вспыхивает. А в зоне огня — баки с жидким кислородом и горючим. Сергей Павлович бросается на крышу блиндажа, стаскивает горящий брезент. Андреев вместе с остальными спешит ему на помощь. Слесари пытаются отсоединить баки с горючим, но безуспешно. Тогда они кусачками перекусывают трубки и оттаскивают баки в безопасное место. Все обошлось благополучно» [7].
На этом история ракетного двигателя ОР-2 конструкции Ф.А. Цандера заканчивается. Стендовые испытания двигателя оказались неудачными. Вместе со смертью Ф.А. Цандера, в МосГИРДе умерла идея межпланетных путешествий. Надо было зарабатывать «кусок хлеба». Реальная жизнь требовала от людей реальных предложений и реальных действий. Надо было убеждать своего работодателя, ОСОАВИАХИМ в своей дееспособности.
После Ф.А. Цандера руководителем первой бригады ГИРД становиться Л.К. Корнеев. Как утверждает Я.К. Голованов, основными помощниками Ф.А. Цандера были Корнеев и Полярный. «Они занимались главным образом отработкой двигателя ОР-2 и созданием жидкостной ракеты» [4]. Кроме них в первой бригаде работали еще два инженера, Саликов Андрей Васильевич и Грязнов Алексей Иванович. Информация о вкладе, который они внесли в разработку ракеты ГИРД-Х, осталась за бортом средств массовой информации.
Сведения о А.В. Саликове в объеме двух предложений нашел только у Голованова: «Инженер Яков Абрамович Голышев сломал на катке ногу, лежал дома. Его товарищ инженер Андрей Васильевич Саликов каждый день носил ему расчетную работу» [4].
Каких либо следов деятельности А.И. Грязнова, кроме как присутствие его фамилии в списках МосГИРД обнаружить не удалось.
Последователи Ф.А. Цандера не стали совершенствовать его оригинальную, но неработоспособную конструкцию двигателя, и в июне-июле 1933 года разработали свой вариант ракетного двигателя. Его камера сгорания имела, подробно описанную в печати, грушевидную форму и была изготовлена из нержавеющей стали [8].
И вот здесь они совершили грубую ошибку. Коэффициент теплопроводности углеродистых сталей, в зависимости от марки, составляет от 50,2 Вт/(м•К) до 54,4 Вт/(м•К). В то время как нержавеющие стали проводят тепло в два - три раза хуже, их коэффициент теплопроводности лежит в диапазоне от 15,5 Вт/(м•К) до 22,4 Вт/(м•К). Температура плавления обоих типов сталей находится в интервале 1450—1520°C. Поэтому еще на этапе конструирования камеры, в этот образец была изначально заложена низкая надежность.
«В первой декаде августа 1933 года состоялось его первое огневое испытание. За 45 секунд работы стенка камеры раскалилась докрасна, и из нее полетели искры, на 63-й секунде она прогорела» [8].
«В том же месяце был изготовлен третий вариант этого двигателя, не имевший особых отличий от предыдущего. В ходе испытаний прогар стенки наступал через 22 секунды…» [8].
«В сентябре-октябре был создан четвертый вариант двигателя, на котором появились некоторые нововведения. Вместо бензина стал использоваться 75%-ный водный раствор спирта, жидкий кислород дополнительно вводился в охлаждающий тракт в конце (от сопла) камеры сгорания. Этот ЖРД и был установлен на ракете «ГИРД-Х» [8].
ФОТОГРАФИЯ
Перед запуском ракеты ГИРД-Х конструкции Ф.А. Цандера.
На Нахабинском полигоне. Слева направо: стоят - С.П. Королев,
Н.И. Ефремов, Л.С. Душкин, Л.К. Корнеев, И.И. Хованский; сидят -
Б.В. Флоров, Л.Н. Колбасина, К.К. Федоров, А.И. Полярный, Ф.Л.
Якайтис, М.Г. Воробьев. Фото: РГАНТД. Ф.134 оп.6 д.13/1-19849.
Двигатель, который поднял в московское небо ракету «ГИРД-Х, ничего общего не имел с тем который проектировал Ф.А. Цандер, кроме названия, что он реактивный. Причем четвертый вариант двигателя разработанного под руководством Л.К. Корнеева, имел не только другую форму камеры сгорания, но и другой вид топлива. Вместо бензина использовали 75%-ный водный раствор спирта. Конструкцию и работу кислородно-бензиновых ракетных двигателей подробно описал Герман Оберт в книге «Пути осуществления космических полетов» [9]. В частности, он рекомендует использовать в качестве топлива жидкостной ракеты смесь, состоящую из 9 частей этилового спирта и 20 частей кислорода.
Сгорание этой смеси дает практическую скорость истечения продуктов сгорания из сопла двигателя со скоростью порядка 2000 м/сек. Для того чтобы снизить температуру, в камере сгорания применяются более слабые смеси. Спирт берется не peктификат, а в смеси с водой (13,4%). При этом практическая скорость истечения продуктов сгорания топлива уменьшается на 30% и получается, равной только 1400 м/сек.
А если добавить в спирт 25% воды?
Уважаемый читатель, скорее всего и Вы подумали, что 75%-ный водный раствор спирта, который использовали в двигателе ОР-2 конструкторы МосГИРД, это уже не спирт, а скорее крепкая водка. Соответственно и ракетный двигатель уже не кислородно-спиртовой, а кислородно–водочный. При этом в памяти возникает сюжет из кинофильма «Особенности национальной рыбалки», связанный с событиями на подводной лодке «Малютка». Там в подлодке двигатель тоже работал на водке.
Гирдовцы, пытаясь использовать жидкое ракетное топливо, выбрали самое низкокалорийное – спирт, при этом его еще сильно разбавили водой. Получилось эдакое кислородно-спирто-водяное топливо. Присутствие 25 % воды в камере сгорания способствовало резкому снижению мощности двигателя, вследствие уменьшения количества сгораемого спирта. Кроме этого, за счет испарения воды резко снизилась температура пламени, и улучшились условия охлаждения камеры. Таким образом, удалось повысить надежность работы двигателя ОР-2 и минимизировать вероятность прогара камеры сгорания. Однако, присутствие 25 % воды в камере сгорания, и сопутствующие факторы, привели к резкому снижению мощности двигателя.
Для гирдовцев в тот момент было не важно, что полетит с помощью их ракетного двигателя и как полетит. Главное, что бы ЭТО взлетело. К этому времени начальник МосГИРД, С.П. Королев освоил полеты на планере БИЧ-8, конструкции Б.И. Черановского. Но это рутинное занятие никого не интересовало. Да и планер от ветхости грозил рассыпаться в воздухе. От гирдовцев, руководство ОСОАВИАХИМ ждало отчетов о летающих ракетах, как знаков удостоверяющих успешное завершение процесса изучения реактивного движения. Ведь именно это было основной задачи стоящей перед коллективом МосГИРД.
«Запуск ракеты состоялся 25 ноября 1933 года. В подготовительных работах принимали участие Л.С. Душкин, Л.Н. Колбасина, Л.К Корнеев, А.И. Полярный, К.К. Федоров. Двигатель запустился благополучно, и ракета, медленно сойдя с направляющих, стала подниматься вертикально вверх. На высоте 75—80 метров из-за возникших повреждений в креплении двигателя она изменила направление полета и упала в 150 метрах от места старта» [10].
Рассматривая историю неудачного испытания двигателя ОР-2, изготовленного по проекту Ф.А. Цандера, и запуска ракеты ГИРД-Х, можно сделать следующие заключения. Во-первых, конструкция двигателя разработанного Цандером оказалась не работоспособной, двигатель взорвался. Во-вторых, ракета, конструкции Ф.А. Цандера после взлета с пускового приспособления стала разрушаться - «…из-за возникших повреждений в креплении двигателя она изменила направление полета и упала…».
Таким образом, и конструкция самой ракеты Цандера оказалась тоже неудачной. Для сравнения напоминаю, что в своем полете ракета М.К. Тихонравова ГИРД-09, достигла высоты, примерно 400 метров, прежде чем рухнуть на землю.
Однако, в книге одного из советских историков - «сказочников» Д.Я. Зильмановича «Пионер Советского ракетостроения Ф.А. Цандер» на странице 179 читаем: «Сравнительные данные первых советских ракет, созданных и запущенных в ГИРДе, приведены на странице 180» Открываем страницу 180, на ней таблица в которой приведены эти «данные». Цитирую эти «данные». Ракета «ГИРД-09»: длина – 2.4 м., высота подъема – 1500м.. Ракета ГИРД-Х - длина 2,2 м., высота подъема -5500м» [11]. Ну что еще к этому можно добавить в славные страницы Истории Отечественной Космонавтики?
В период существования на нашей планете двух политических систем и соответственно двух идеологий – капиталистической и социалистической, литературное творчество подобных «сказочников» можно понять. Каждая политическая кукушка хвалила своего петуха и его достоинства. Однако, время неумолимо идет вперед. Канула в лету социалистически коммунистическая идеология. Но историки-«сказочники» всегда остаются на плаву.
И в первой четверти двадцать первого столетия они продолжают «дерзать» на ниве лжеистории. Пропагандируя и тиражируя как свои, так и чужие измышления прошлого столетия они продолжают отстаивать мифы, рожденные в давно прошедшей эпохе. Но теперь в демократически капиталистической России кому это нужно? Зачем деформировать Историю?