Техника и вооружение 2012 07

В выпущенном в октябре 1959 г. эскизном проекте наряду с основным вариантом Р-9А в качестве модернизации была представлена ракета Р-9М с установкой на первой ступени двигателя НК-9, разработанного специализировавшимся по турбовинтовыми двигателями авиационным двигателестроительным ОКБ-276 Н. Д. Кузнецова, а на второй ступени – более мощного двигателя Косберга, ранее предназначавшегося для космического носителя 8К78 («Молния»), Королев все более разочаровывался в сотрудничестве с Глушко и в последние месяцы 1959 г. обратился к ЦК КПСС, а также лично к его секретарю Л.И. Брежневу с предложением полностью перевести разработку Р-9А на применение кузнецовского двигателя, выполненного по очень перспективной, но вто время еще не отработанной «замкнутой схеме» с дожиганием генераторного газа после его выхода из турбонасосного агрегата в основной камере сгорания. Достигнутый выигрыш в удельном импульсе в 16 кг.с/кг позволил бы снизить стартовый вес Р-9А на 13 т или установить более мощную головную часть. Существовал и еще один вариант с аналогичной двигательной установкой – ракета 8К77 с усовершенствованной теплоизоляцией баков.

Но тут ранее равнодушный к суете вокруг «девятки» В.П. Глушко постарался «нейтрализовать» конкурентов. Созвав у себя в Химках совещание главных конструкторов, он развил бурную «подковерную» деятельность. В первые же дни следующего года руководство Госкомитета по оборонной технике «перекрыло кислород» приписанному к авиационной промышленности Кузнецову, закрыв для него доступ на уникальную испытательную базу под Загорском.

В результате для применения на «девятке» остался только ЖРД Глушко РД-111 (8Д716), который все-таки превзошел по уровню установленные на «семерке» РД-107 (8Д74).

В процессе проектирования двигателя РД-111 при сохранении четырехкамерной схемы и, частично, размерности двигателя РД-107 в качестве основных направлений совершенствования были приняты:

– использование качающихся камер с углом отклонения до 6,5', что позволило отказаться от применения блока рулевых двигателей (отличавшихся худшими весо-энергетическими показателями), в целом усложнявшего двигательную установку;

– увеличение тяги в 1,6-1,7 раза при практически тех же габаритах и весе, в том числе за счет увеличения давления в камере более чем на треть;

– увеличение удельного импульса в наземных условиях на 7%, а в пустотных условиях – на 1 %, в основном за счет повышения давления в камере;

– запуск двигателя без участков работы на предварительной и промежуточной ступенях тяги, что практически исключало непроизводительный достартовый расход топлива и упрощало динамику старта:

– применение в турбонасосном агрегате основных компонентов топлива с избытком горючего (в соотношении, соответствующем температуре генераторного газа, – немногим более 800"С), что упрощало эксплуатацию ракеты, повышало энергетику двигательной установки (в том числе за счет применения расширяющегося сопла на выхлопе генераторного газа), позволяло направить часть генераторного газа для использования в теплообменнике и последующего наддува бака горючего;

– использование для охлаждения камер двигателя окислителя с последующей подачей на теплообменник и применением образующегося газообразного кислорода для наддува бака окислителя;

– применение в гидравлическом приводе поворота камер двигателя в качестве рабочего тела части керосина, подаваемого от турбонасосного агрегата.

Принципиальная компоновочная схема ракеты Р-9А(8К75).

1 – головная часть; 2 – переходник; 3 – бак горючего второй ступени; 4 – приборный отсек ракеты; 5 – бак окислителя второй ступени; 6 – двигатель второй ступени; 7 – переходный отсек второй ступени со щитками; 8 – ферма; 9 – бак окислителя первой ступени; 10 – приборный отсек первой ступени; 11 – бак горючего первой ступени; 12 – хвостовой отсек с двигателем первой ступени.

Баки первой ступени, выполненные (без применения шпангутно-стрингерного подкрепляющего набора) по схеме «вафля» из обработанных химическим фрезерованием панелей алюминиево-магниевого сплава, были разделены приборными отсеком, в котором также размещались баллоны для продувки двигателей и газогенератора. Переднее днище бака окислителя было прикрыто газоотражательным конусом. Не вписывающиеся в мидель ракеты части камер двигателя первой ступени были закапотированы коническими обтекателями; снаружи на них крепились пилоны, на которые, в свою очередь, устанавливались снимаемые при транспортировке консоли стабилизаторов. В дальнейшем, по результатам уточнения динамических параметров ракеты, съемные консоли сочли избыточными и оставили только пилоны.