Версия для печати

«Буран» прошел сквозь адское пламя

Теплозащита челнока спасовала только перед советскими моряками
Песков Алексей

Как создавался один из важнейших элементов тепловой защиты космического челнока «Буран», «Военно-промышленому курьеру» рассказал Владимир Соседов, в те годы возглавлявший объединение «Союзуглерод».

– Владимир Петрович, в какой момент вы впервые узнали про «Буран»?

– Был 1979 год. Меня пригласили на совещание руководителей предприятий и НИИ, которое проводил академик Валентин Глушко, генеральный конструктор НПО «Энергия». Он доложил, что по постановлению правительства разворачиваются работы над ракетно-космической системой, аналогичной американскому «Шаттлу». Там впервые был показан ее эскиз, названы требуемые параметры. Работы по первой и второй ступени поручались Минобщемашу и КБ Валентина Глушко, а по «Бурану» – Минавиапрому, а именно КБ «Молния», возглавляемому Глебом Лозино-Лозинским, совместно с Тушинским машиностроительным заводом. Нам же было предложено взяться за решение теплозащиты носовой части и лобовых кромок крыльев космического корабля «Буран». Ожидаемая температура на подлежащих защите поверхностях – 1500 градусов.

– Насколько вы тогда готовы были взяться за такую работу?

– Какими-то технологиями и уже созданными материалами, подходящими для решения такой задачи, мы не располагали. Но имели опыт и понимание, что и как нужно делать. В ракетных делах мы не были новичками, уже в первой ракете Королева – Р-1 использовались графитовые газовые рули. Совершенствовалась техника, росли температуры, соответственно становились все более совершенными по своим качествам и изделия углеродной промышленности. Чтобы было понятно: используемый для промышленного производства графит получается из смеси нефтяного кокса, каменноугольного пека и других углеродных компонентов путем нагрева в вакуумных печах. В результате имеем инертный высокотемпературный материал с пористой структурой, которому пропиткой жидким кремнием, фенольными смолами и другими связующими можно задать требуемые параметры.

С каждой деталью везли огромный гроссбух, ее паспорт, где прописывалась история создания, фиксировалось, кто, когда, какую операцию делал

Примерно с 1965 года мы перешли на силицированный графит – с кремниевой пропиткой, в первую очередь для сопел ракет ПВО: с использованием твердотопливных двигателей возросли и температуры, которых металлические сопла уже не выдерживали. Вначале считали, что для массового производства таких изделий понадобятся сотни вакуумных печей, выделили соответствующие площади. Но выяснилось, что куда более серьезная проблема – механическая обработка получающегося в результате карбида кремния, она возможна только алмазным инструментом. И пришлось подготовленные под печи площади занимать станками для обработки. Но ракеты совершенствовались, двигатели выдавали все более высокие температуры, для которых и этот материал не годился, опять встал вопрос о производстве чистого графита, но уже более высокой плотности. Нам постоянно приходилось решать огромное количество самых разнообразных задач по заказам ракетчиков, так что Московский электродный завод, где с 30-х годов велись основные разработки промышленных изделий из углерода, и НИИграфит, созданный как научный центр по этой тематике в начале 60-х, к началу работ по «Бурану» имели огромный опыт создания изделий под конкретную задачу.

– В чем оказалась именно «буранная» специфика?

– Мы с энтузиазмом взялись за дело: помимо того, что сама задача была очень интересной, появлялся шанс заняться остро необходимой реконструкцией производства Московского электродного завода. Нам вменялось изготовление для каждого челнока 53 деталей – защиты носовой части и по 26 элементов на каждое крыло. Плюс отдельно делалась защита для космического аппарата «Бор-4», использованного для натурных испытаний.

И не надо забывать, что отечественное графитовое производство было нацелено в первую очередь на программу создания реакторов новых атомных электростанций, которую никто не отменял. Один реактор – это две тысячи тонн графита в виде готовых изделий, с учетом потерь на механическую обработку – пять тысяч тонн. А в год создавали два, а то и два с половиной реактора. Не отменялось и производство углеродных компонентов для ракет различного назначения. Потому под производство деталей для «Бурана» мы пробили строительство четырех новых производственных корпусов на МЭЗ.

Программа длилась шесть лет. Начинали, естественно, с разработки материала, по своим характеристикам соответствующего требованиям к этому космическому кораблю. Полученный материал получил название гравимол, вобрав в себя имена всех разработчиков – НИИграфит, ВИАМ и «Молния». Причем для носового обтекателя и крыльев использовались два разных его варианта, отличавшихся видом углеродных волокон. Технология производства была многоступенчатой – формование, пропитка углеродом, кремнием при высоких – до трех тысяч градусов температур, после чего следовала точнейшая механическая обработка. Толщина каждого элемента – пять – семь миллиметров. Для механической обработки полученных деталей к нам откомандировали самых квалифицированных рабочих с авиазаводов. Чтобы все элементы покрытия соответствовали расчетным аэродинамическим требованиям, на МЭЗ был построен стапель, в натуральную величину повторявший очертания носовой части «Бурана» и передней кромки его крыльев. Для изготовления пресс-форм, а для каждого элемента требовалась своя, пришлось привлечь шесть авиационных заводов. Для координации работ по этому направлению по решению Минавиапрома и Минцветмета еженедельно проводились технологические совещания.

– А как проверялись параметры готовых изделий на соответствие поставленной задаче?

– Полученные образцы проходили всевозможные наземные испытания, в том числе и огневые, и жестким излучением, но для того, чтобы проверить все досконально, было решено испытать надежность теплозащиты и в космосе как нашей – гравимоловой, так и кварцевых теплозащитных плиток, которыми покрывалась вся поверхность корпуса. Для этого на «Молнии» создали специальный космический аппарат «Бор-4», очертаниями отчасти напоминавший «Буран», но гораздо меньше. Мы его называли «галошей», один из образцов можно увидеть сейчас в павильоне «Космос» на ВДНХ. На нем как раз очень хорошо виден носовой кок из карбида кремния, который мы делали.

Таких аппаратов было несколько, их реально запускали в космос. Снижение у них выполнялось по схеме «Бурана», где соответственно проявлялись все воздействия – и высокая температура, и перегрузки. Первые два таких прототипа приводнялись в Индийском океане, где их встречала целая флотилия наших кораблей. В дальнейшем они приводнялись в Черном море. Когда первый аппарат поднимали на судно, его случайно ударили о борт, повредили защиту. Но нам для исследований, впрочем, и черепков было достаточно. Столкнулись мы еще с одной проблемой – детали начали коробиться, они же тонкие, температуры при изготовлении высокие. Придумали тогда «заневоливание» – отформованную деталь обматывали углеволокном, внутрь вставляли распорку и вновь подвергали термообработке.

Детали доставляли на Байконур отдельно – плитки из кварцевой теплозащиты монтировали на челнок сразу, наши же элементы ехали в ящиках. К каждой детали прилагался огромный гроссбух, ее паспорт, в котором прописывалась вся история ее создания, фиксировалось, кто, когда, какую операцию делал. Поскольку корабль создавался пилотируемый, то требования надежности и безопасности были строжайшие. Всего нами было изготовлено шесть комплектов термозащиты.

– Как вас мотивировали, имеется в виду всех, кто работал по программе «Энергия» – «Буран»?

– Тогда была такая обстановка, что все выкладывались по максимуму не из-за денег или из-за опасения выговоров, а просто иначе не могли. Это же почетно участвовать в таком необычном деле, потому все старались. Награждение, к слову, состоялось только спустя три года после полета «Бурана» – в феврале 1991-го. Награждал нас тогда будущий гэкачепист Янаев. Орден Ленина у меня к тому времени уже был – за ракету СС-18, сейчас известную как «Сатана». А за «Буран» получил орден Октябрьской Революции.

– Какой ресурс был у «Буранов»?

– Мы на свои изделия давали гарантию на сто полетов без замены. Но уже по американским «Шаттлам» было видно, что много такие корабли не налетают, они оказались избыточными для мирного космоса, а для военных нужд просто не было нагрузки.

– Где мы сейчас находимся в углеродных технологиях, если сравнивать с другими странами?

– До 1991 года по оборонной тематике, пусть и с огромными усилиями, мы с американцами шли практически вровень: что могли сделать они, на то же способны были и мы, а по производству материалов во многом и сотрудничали. Я сам был в 70-е годы в США на конференции по углеродным технологиям, в первую очередь для АЭС. И они наших ученых приглашали к себе для работы.

Сейчас в производстве авиационной и ракетной техники на первое место выходят УУКМ – углерод-углеродные конструкционные материалы, потому о технологическом уровне страны можно судить по количеству производимого углеродного волокна и объемов его использования в промышленности. Завод в Елабуге имеет проектную мощность тысяча тонн, а производит пока лишь триста тонн, удовлетворяя наши потребности. В России попросту нет массового производства углеродных изделий. В последних «Боингах» весовая доля углекомпозитов – порядка 50 процентов, у нас лучший показатель у МС-21 – 35 процентов. В мире углеродного волокна вырабатывается 60 тысяч тонн, наша доля – 1/56 от китайского производства и 1/28 от американского. Понемногу производство появляется, но далеко не в тех масштабах, которые требуются.

Беседовал Алексей Песков

Опубликовано в выпуске № 44 (757) за 13 ноября 2018 года

 

 

Вниманию читателей «ВПК»

  • Past:
  • 3 дня
  • Неделя
  • Месяц