Статията е публикувана в блога Zelenyikot, списван от известния експерт

Статията е оповестена в блога Zelenyikot, списван от известния специалист Виталий Егоров. Препоръчвам Ви да я прочетете в оригинал на съветски език (линк в края на тази публикация). 

Морин стартира своя разбор, оборвайки известна илюзия измежду обществото. Хората, които са надалеч от ракетостроенето, закърмени от художествения филм “Укротяването на огъня ”, считат, че пакетната класификация на ракетните степени е изобретение от Сергей Корольов и че тя е по-добра от поредната (или тандемната) класификация. Но от позиция на балистиката пакетната скица е по-лоша от тандемната. Защо това е по този начин? Когато степените са проведени поредно, след изхвърлянето на първата от тях работатата на втората степен стартира с напълно цялостни горивни резервоари. При пакетната скица обаче, след разделянето на първата степен, втората е с отчасти изпразнени резервоари. Лесно може да се покаже за какво това е минус чрез формулата на Циолковски, само че даже и интуитивно можете да се досетите, че ракетата транспортира със себе си непотребното тегло на към този момент отчасти изпразнените резервоари. 

Защо тогава Корольов се е спрял на пакетната класификация? Две са главните аргументи. Първата от тях е, че с цел да може да се обезпечи изискуемото съответствие на тягата към тежестта, отчитайки тогавашното софтуерно развиване на ракетните мотори, би било належащо на първата степен да се инсталират приблизително същият брой двигатели, каквито в този момент ги има на първата и втората степен. Това обаче би било обвързвано с прибавянето на един спомагателен мотор за втората степен, съществено увеличение на диаметъра на първата степен и като резултат би станало невероятно ракетата да се транспортира чрез трен. Спомнете си, че “Семьорка ”-та е основана като бойна ракета и като такава е трябвало да може да пътува на вагон без ограничавания. Втората причина е по-важна – по това време инженерите не са имали сериозен опит със запалването на ракетните мотори във въздуха, до момента в който наземната система за запалване е била (и към момента е) доста елементарна и надеждна.

Изборът на пакетната класификация сблъскал конструкторите с купища проблеми от различен порядък. Ако ракетата трябва да бъде сложена на стартовата площадка по класическия метод, тогава централният блок на пакета би поел голямо натоварване от тежестта на двете степени (съставени общо от пет блока). За да може блокът да издържи това натоварване, кардинално би следвало да или се укрепят стените на поддържащите резервоари и надлежно да се усили тяхното тегло, или да се увеличи налягането в самите резервоари, което, при техния диаметър от 3 метра, още веднъж би изисквало удебеляване и утежняване. Усложнява се и задачата по укрепването на ракетата против вятър. 

Като резултат конструкторите измислили гениално решение – ракетата не се “поставя ” върху стартовата площадка, а e в увиснало състояние (вж. фотографията по-горе)! Захваната е за същия пръстен, който по време на полета поема натоварването от страничните блокове. Централният блок в същото време е продълговат, без да бъде подсилван и утежняван – същото е направено и със страничните блокове. Що се касае до ветроустойчивостта, мястото за захващане е над центъра на тежестта. Чрез сходна “полузаровена ” позиция на ракетата върху стартовата площадка инженерите “убиват няколко заека с един патрон ”. 

Освобождаването на ракетата от задържащата конструкция е замислено по необикновен метод. Самата задържаща конструкция се състои от общо четири сегмента, които под тежестта на ракетата се затварят в пръстен. Сегментите от своя страна са свързани с  “кобилици ”, които от другия край имат противотежести. Веднага щом тягата на моторите уравновеси силата на тежеста на ракетата, кобилиците се завъртат под действието на противотежестите, пръстенът се разпростира и ракетата излетява. Решението е брилянтно – толкоз брилянтно, че според слуховете, когато американските експерти пристигнали на Байконур за подготовката на взаимната мисия  “Аполо-Союз ”, те се възхитили като видели за пръв път стартовия комплекс на съветските ракети “Союз ”.

(…) Морин е впечатлен какъв брой бързо е проектирана и конструирана   “Семьорка ”-та. През май 1954 година е признато постановлението от Централен комитет на Комунистическа партия на Съветския съюз, през първата половина на 1956 година са създадени първите ракетни блокове, самостоятелните им огневи тествания са извършени през август същата година, първата изцяло съединена ракета идва през декември 1956, първото несполучливо изстрелване е през май 1957 и първият сполучлив полет е през август 1957. Как въобще създаването е била осъществена толкоз бързо? Като изключим високата подготовка на изпълнителите и ръководителите, твърди се, че всички участници в процеса са били мощно стимулирани. Главният фактор обаче си остава ниското равнище на администрация. Морин се стопира и върху още една причина, която е ускорила създаването. Веднъж на специалиста се наложило да откри старите чертежи от 1955-1956 година и да работи с тях. Веднага му е направило усещане какъв брой са примитивни. Чертежите не са били предопределени “за простаци ”, нещата, които са били явни за квалифицираните служащи, не са били обяснявани в детайли. Забелязват се и фрапантни неточности, след това поправени чрез бележки. Това са чертежи за еднократно прилагане – кому е нужно да са съвършени? Морин споделя като странична информация, че е държал в себе си и чертежите за “Ил-2 ”. В съпоставяне с модерните чертежи те в действителност са простички. Не е чудно, че са били поверявани на елементарни чертожници, най-много на техници. Днес всеки първичен подробност се чертае от дипломиран инженер. 

Експертът се стопира върху основния минус на “Союз ” – и той се корени в огромната трудоемкост при подготовката на ракетата за старт. Независимо какъв брой напредват науката и роботиката, истината е, че съществуващата скица на ракетата изключва опцията за забележителна автоматизация на работния развой даже в случай че бъде приложена дълбока рационализация. 

Това ни води до следния въпрос: макар минусите, които бяха разказани нагоре (пакетната скица, трудоемката подготовка), каква е повода за дългата и сполучлива употреба на “Союз ”? Ако може да се отговори с три думи, написа Морин, те са “такива са събитията ”. Но какви са тези условия?

“Семьорка ”-та е създадена като военна ракета, която би трябвало да е способна да достави нуклеарна бойна глава на територията на всеки евентуален съперник. По отношение на военното си приложение тя остарява съвсем неотложно – незабавно щом американците основават ракетите “Атлас ” и им оказва се местоположението на полигона Тюратам. Но във връзка с нейното качество като галактически притежател тя се оказва извънредно напреднала – нито една друга руска, нито американска ракета не съумява да я изпревари по товароподемност доникъде на 60-те години. През първото десетилетие от галактическата конкуренция “Семьорка ” и нейните модификации ( “Молния ”, “Восток ”, “Восход ”, “Союз ”) задоволяват изцяло потребността на космонавтиката на Съюз на съветските социалистически републики. Проведена е пилотирана стратегия, която първоначално изпреварва тази на Съединени американски щати, изстреляни са фотографски разследващи спътници. Това слага нужда от всеобщо произвеждане – доникъде на 60-те години се вършат 50-60 ракетни произведения вид “Восход ”, “Восток ” или “Союз ”.

Ракетата “Зенит ” е по-евтина и наземната ѝ подготовка е по-автоматизирана от тази на “Союз ”. Ако Съюз на съветските социалистически републики не се бе разпаднал, производството на “Союз ” е щяло да бъде прекъснато още през 90-те години на предишния век в интерес на “Зенит ”. Фото: Роскосмос

Но по-късно, отчитайки минусите на “Союз ”, на Днепропетровск е поверена създаването на ново потомство ракета, която към този момент би трябвало да е с висока степен на автоматизация при предстартовата подготовка. Тя следва да бъде по-безопасна, по-евтина и също така да служи като непряк ускорител за сврхътежката ракета “Енергия ”. Ракетата е известна под названието “Зенит ”. Но за разлика от “Семьорка ”, която е основана за три години, създаването на “Зенит ” се тутка. Първият полет на новата ракета е осъществен в средата на 80-те години. Морин е безапелационен, че в случай че Перестройката и разпадането на Съюз на съветските социалистически републики не са се били случили (благодарение на които производството на “Зенит ” остава в Украйна, а не в Русия), ракетата “Союз ” е щяла да бъде пенсионирана още през 90-те години. Ако Съюз на съветските социалистически републики е траял да съществува, “Зенит ” е щяла да се трансформира в съществена ракета на руската космонавтика.

Само че след разпадането на Съюз на съветските социалистически републики, даже и на фона на очевидните дефекти на “Союз ”, свързани с ръчния труд и неналичието на автоматизация, ракетата се оказва евтина и подобаваща за потребностите на западната космонавтика. Западът е желал да я употребява – а това е бил път за спасяването на космическия отрасъл на фона на липса на финансиране от новата страна Русия. Какви нови разработки? Трябва да се оцелява. Това е последната причина за дългия живот на “Союз ”.

Какво обаче може да кажем за Илон Мъск? Според Морин американският бизнесмен познава доста добре опита на руското ракетостроене. За да разполагаш с евтина и надеждна ракета, тя би трябвало да лети постоянно и да има всеобщо произвеждане. Освен това е желателно да лети със личен потребен товар – ето за какво сме очевидци на изстрелванията на толкоз доста спътници “Старлинк ”. Мъск също по този начин схваща, че наземните тествания са по-продължителни и по-скъпи от полетните. Той знае, че няма по какъв начин всичките проблеми да бъдат открити преди полет, защото не е възможно полетните условия да се превъзпроизведат на Земята. Освен това 60% от компликациите и повредите при наземното тестване не са свързани съответно с изделието, а с изпитателното съоръжение и неговата връзка с изделието. Един-единствен несполучлив полет може да даде повече потребна информация на конструкторите и инженерите спрямо месеци и години наземни тествания. Морин дава образец с изпитателната стратегия на “Н1 ”, спряна след четири несполучливи задачи. Сега, със “Старшип ”, Илон Мъск взривява дузина прототипи, преди да реализира триумфи. Засега триумфи има, но те са на локално ниво  – не е ясно какво ще се случи по време на полета в космоса, плануван за актуалната година.

Но има и една огромна разлика сред тактиката на Мъск и руската. Това е възвръщаемостта, а то опонира на всеобщото произвеждане. Колкото повече едни и същи степени летят, толкоз е по-малка потребността да се създават нови. През 2021 година единствено една ракета “Фалкън 9 ” е употребила нова първа степен, останалите над 30 са били с рециклирани такива. Произвеждайки една ракета годишно не се снижава цената на производството, а също така се усилва шансът за неуспех. Това е било разбирано в Съединени американски щати през 60-те години на предишния век, когато комитетът по космонавтика към Сената е предупреждавал, че в случай че производството на “Сатурн 5 ” падне под сериозното равнище, могат да се чакат произшествия.

Как може да се комбинира възвръщаемостта с стратегия за производството на нови ракети? Най-очевидният ход е да се усили броя изстрелвания годишно. Вместо 30, дано има 300 полета за календарна година. Ако една степен се употребява десетократно, тогава ще би трябвало да се създават по 30 възвръщаеми ракети за 12 месеца. Това е единствено два пъти по-малко от производството на РКЦ “Прогрес ” по времето на Съюз на съветските социалистически републики. Подобна стратегия би довела до евтини ракети и висока надеждност на изделията. А от кое място ще се откри потребен товар? Правиш си го самичък. “Старлинк ” е добра стъпка към бъдещето. 

Инфо: Zelenyikot