Владимир Попов,
член президиума Ассоциации авиационно-космической, экстремальной, морской и экологической медицины России, кандидат технических наук, заслуженный военный летчик РФ
Создание и развитие ракетной техники неразрывно связано с разработкой механизмов, узлов, агрегатов, устройств и установок для их пусков. Исторически сложилось так, что в нашей стране вопросами конструирования, разработкой и технологической эксплуатацией первых ракетных установок стали заниматься с началом Великой Отечественной войны на московском заводе «Компрессор». На основе заводского конструкторского бюро создали Специальное КБ (СКБ) с задачами в кратчайшие сроки на базе экспериментальных разработок отработать техническую документацию и наладить производство пусковых установок для запуска реактивных снарядов, уточнить их конструктивные и технологические параметры и выдать документацию, пригодную для организации срочного серийного производства новых образцов боевой техники.

Начальником СКБ, а затем и Главным конструктором был назначен Владимир Павлович Бармин. Под его руководством в годы войны было разработано и изготовлено около 80 типов экспериментальных и опытных образцов пусковых установок, из которых 36 были приняты на вооружение. Реактивные установки монтировались на всех видах транспортных средств и стали новым, мощным оружием, которое в народе лирически называли красивым именем «Катюша».

В первые послевоенные годы в Советском Союзе были развернуты интенсивные работы по созданию боевых ракетных комплексов баллистических ракет дальнего действия. К этой работе сразу же подключили ГСКБ «Спецмаш», как с 1946 года стало называться СКБ В.П. Бармина, которое было определено головным конструкторским предприятием в нашей стране по разработке стартового, подъемно-транспортного, заправочного и вспомогательного технологического оборудования создаваемой ракетной техники. Так, все первые ракетные комплексы создавались в основном в стенах ГСКБ «Спецмаш» в тесном взаимодействии с разработчиком ракет ОКБ-1, возглавляемым С.П.Королевым, в кооперации с другими предприятиями-соисполнителями.

В 1953 году в ОКБ-1 с привлечением ряда головных предприятий были развернуты работы по созданию межконтинентальной ракеты. В мае 1954 года Правительство СССР одобрило первые положительные результаты работы по созданию экспериментального боевого ракетного комплекса «Р-7». Коллектив В.П. Бармина разработал наземное пусковое, подъемно-транспортное и вспомогательное оборудование стартовой и технической позиций.

В это время С.П. Королев впервые предложил пакетную схему двухступенчатой ракеты, при этом первая ступень состояла из четырех боковых блоков, которые крепились к центральному блоку, представляющему собой вторую ступень ракеты. Длина собранной ракеты с головной частью была 28 м, максимальный поперечный размер собранного пакета ракеты 10,3 м. Каждый блок имел собственные двигатели, истечение реактивных газовых струй из 32 работающих сопел требовало особого подхода к формированию газодинамического отводного устройства, с целью обеспечения условий многократного и безопасного использования пускового устройства. Эти работы не имели аналога, соответственно и у специалистов-проектировщиков не было опыта по многим позициям даже в экспериментальном плане, что требовало проведения дополнительных работ по конструктивным решениям отдельных узлов и агрегатов, проработки различных вариантов и способов защиты ракеты, например, от ветрового воздействия средствами наземного оборудования. Рассматривая различные варианты крепления и установки ракеты на старте, специалисты-практики совместно с конструкторами предложили усилить зону стыковки первой и второй ступеней ракеты дополнительным силовым поясом, что позволяло удерживать ракету в «вывешенном» состоянии. Это конструктивно упрощало восприятие ракетой ветровых нагрузок, а силовые элементы ее основной части начинали работать на «растяжение» под собственным весом. Внизу это позволило иметь более легкий узел крепления ракеты, что обеспечило сравнительно простое регулирование ее вертикального положения, а также заправку и пуск в относительно упрощенных условиях. Такое предложение было охотно поддержано главными конструкторами.

Новое схемное решение, предусматривающее подвешивание ракеты на стартовой системе, привело к созданию уникального стартового стола, который в исходном положении перед пуском удерживал ракету в вертикальном положении двумя силовыми поясами. Верхний представлял собой оригинальный самозапирающийся под весом ракеты сегментно-круговой захват. Он одновременно исключал возможность сжатия ракеты, а также через четыре несущие стрелы с устройствами направляющих, в которые входят бугели боковых блоков ракеты, обеспечивал их крепление на поворотном круге старта для азимутального наведения ракеты на заданную цель по траектории выведения. Кроме того, на поворотной части крепились и устанавливались две кабель-мачты для подвода наземных коммуникаций к ракете при подготовке ее к старту и при заправке.

При пуске, после того как тяга двигателей начинала незначительно превышать массу стартующей ракеты, эта конструкция силовых элементов верхнего пояса освобождалась от сил давления узлов ракеты, обеспечивала первоначальное перемещение ракеты вдоль кольцевого пояса, а затем с нарастанием градиента скорости подъема ракеты, элементы узлов «подвеса» размыкались и под действием противовесов начинался их ускоренный «отход» от ракеты. Необходимость устойчивой динамики работы по одновременному размыканию элементов силовой конструкции стартовой системы потребовала от разработчиков двигателей осуществления трехступенчатого процесса их запуска, с созданием промежуточной тяги по времени, что было учтено при создании ракеты и системы управления начального этапа запуска. Поиск оптимального решения по совместной работе комплекса «стартовый стол – ракета» привел к необходимости устанавливать ракету, спуская ее нижнюю часть в центральный проем стартового сооружения на глубину 6,3 м. Простота и надежность работы такой схемы на сегодня подтверждена многими сотнями благополучных пусков.

Кроме этого потребовалось создать принципиально новый транс¬пор¬тер-установщик ракеты на базе железнодорожных платформ лафетного типа. Установщик с помощью гидравлических домкратов вывешивал на специальных опорах ракету, поднимал ее в вертикальное положение с заглублением ее в нишу «стола» и осуществлял безударную передачу ракеты в силовые элементы стартовых «захватов» наземного устройства. Технологическое обслуживание ракеты на стартовой площадке потребовало установки ферм технического обслуживания, размещенных на поворотном круге стартовой системы, которые после их подъема в вертикальное положение обеспечивают круговой доступ ко всем зонам и местам обслуживания ракеты по технологии предстартовой подготовки.

Для обслуживания нижней части ракеты и стыковки с ней заправочных коммуникаций была разработана так называемая «выдвижная кабина» с поворотными и выдвигающимися площадками, размещаемая в стартовом сооружении под ракетой. На время пуска ракеты, для защиты конструкции от воздействия динамических струй газов, предварительно части кабины передвигались в специальную нишу.

Разработаны были и специальные железнодорожные агрегаты заправки ракеты компонентами топлива, сжатым воздухом и азотом, электроснабжения, противопожарными средствами. Принятая технология работ на стартово-техническом комплексе сохраняется и сейчас.
На старте, кроме стартовой системы, были размещены перрон для агрегатов подпитки ракеты жидким кислородом, элементы молниезащиты, противопожарных средств, собственно железнодорожные пути для размещения на них заправщиков ракеты. Рядом, в 200–300 м от стартовой позиции, было построено два подземных командных пункта, с которых осуществляется дистанционное управление заправкой ракеты, предпусковая подготовка и ее пуск. В отдельных сооружениях размещаются компрессорная станция, средства газоснабжения, дизельная электростанция и хранилище воды. В 2,5 км от стартовой позиции размещен монтажно-испытательный корпус (МИК) – техническая позиция, где находится большое количество специального технологического оборудования для работы с ракетой и космическими аппаратами. Это оборудование обеспечивает проведение разгрузочно-погрузочных, сборочных, отладочных, монтажных, испытательных и других работ.

Коллективом ГСКБ «Спецмаш» в то время было разработано большое количество технических приспособлений, ложементов, тележек для работы с ракетными блоками в МИКе, а также стапеля–пакетировщики, обеспечивающие горизонтальную сборку блоков ракеты, различных подъемников, передвижных средств обслуживания и другого оборудования. Созданы вакуумные станции с барокамерами для решения контрольно-проверочных работ и настройки отдельных узлов и агрегатов в системах ракеты и космических аппаратах. Только с 1957 по 1963 годы для работы с различными космическими объектами было разработано и поставлено на техническую позицию 297 единиц различного специального технологического оборудования и приспособлений.

В далеком 1955 году февральским постановлением Правительства было принято решение о строительстве нового ракетного полигона (НИИП-5) в районе небольшого железнодорожного полустанка, затерянного в глухой казахстанской степи – Тюра-Там. Необходимость создания этого полигона была обусловлена тем, что наземные пункты радиолокационного контроля и управления полетами ракет должны были размещаться на расстоянии нескольких сот километров от стартовых позиций, а местоположение работающего тогда полигона Капустин Яр не в полной мере обеспечивало такое размещение, кроме того, из соображений государственной безопасности – скрытности от «посторонних глаз» – новый полигон должен быть удален от промышленных центров и населенных пунктов. Военные строители в крайне тяжелых климатических условиях начали интенсивные работы по строительству автомобильных и железнодорожных коммуникаций, земляных и бетонных работ на первой стартовой и технической позициях. Одновременно строились другие служебные и жилые объекты инфраструктуры полигона.

Почти одновременно с началом строительных работ в Ленинграде на металлическом заводе (ЛМЗ) были организованы совместные испытания стартового оборудования и ракеты для экспериментальной отработки процессов отвода элементов стартовой системы от ракеты. Для этого был изготовлен полномасштабный макет ракеты, который позволил отработать технологию сборки ракеты в пакет, осуществить заправку баков до необходимых весовых характеристик, имитацию подъема ракеты с требуемым градиентом скорости на начальном стартовом этапе с помощью заводских подъемных кранов. Эти работы позволили отработать синхронизацию отвода опорных ферм и несущих стрел стартовой системы с целью обеспечения надежности работоспособности конструкции и исключения случаев соударения силовых элементов и ракеты.

Аналогичные работы в это же время проводились на испытательном стенде под Загорском (Московская область) в НИИ-229 (сегодня это
НИИхиммаш) по отработке функционирования заправочного оборудования, газово-зарядных систем, аппаратуры дистанционного управления и по технологии работы самой «кабины обслуживания» (нижней части ракеты) в центральной части стартового сооружения. По результатам испытаний и отработки монтажно-наладочных работ было принято решение о перевозке составляющих металлоконструкций, агрегатов и отдельных узлов из Ленинграда и Загорска на полигон для монтажа непосредственно на подготовленной строительной площадке первого стартового комплекса. В августе 1956 года на стартовый комплекс уже стало поступать оборудование, начался монтаж первых агрегатов с одновременной отделкой служебных и технических помещений. Все работы на Байконуре находились под пристальным контролем руководства полигона.

Так, в небывало динамичном темпе проходили основные строительные, монтажные и технологические работы при создании уникального стартового сооружения, а в начале 1957 года в МИК были доставлены по железной дороге в специально спроектированных для этих целей вагонах первые боевые блоки ракеты и ее составные части. Начались работы по сборке ракеты. Комплексные испытания в основном дали положительные результаты, что позволяло переходить к летно-конструкторским испытаниям. И 15 мая 1957 года со стартового комплекса на полигоне Байконур был осуществлен экспериментальный запуск новой ракеты Р-7. Выход ракеты из стартовой системы при пуске прошел нормально, на практике подтвердились все конструкторские и технологические расчеты. Однако несколько последующих попыток запуска ракет были неудачными по причине отказов в полете отдельных элементов бортовых систем. Только 21 августа 1957 года был совершен запуск и полномасштабный полет ракеты с выполнением всей программы. Но еще в январе 1956 года правительством было принято решение о начале практических работ по созданию искусственного спутника Земли. Первый в мире искусственный спутник, созданный коллективом ОКБ-1, был запущен 4 октября 1957 года со стартового комплекса, разработанного ГСКБ «Спецмаш». 3 ноября был успешно запущен второй спутник с высокоразвитым живым существом – собакой Лайкой на борту.

США свой первый искусственный спутник «Эксплорер-1» с массой полезного груза 8,3 кг ракетой «Юнона-1», разработанных Вернером фон Брауном, запустили 31 января 1958 года.

В 1958-1959 годах была произведена доработка ракеты Р-7, при этом она получила условный индекс Р-7А, под эту модификацию был доработан и стартовый стол. В дальнейшем на базе ракеты Р-7А был создан целый ряд модификаций: ракеты-носители «Восток», «Восход», «Молния» и затем «Союз». В 1960 году стартовый комплекс, который считался до этого во временной экспериментальной эксплуатации, был принят на вооружение, а в ОКБ-1 тем временем шли работы по созданию космического корабля для запуска человека в космос. Стартовый комплекс с этой целью был доработан специальным грузопассажирским лифтом с кабиной, двигающейся по наклонной направляющей балке, для подъема космонавта к космическому кораблю, устанавливаемому в верхней части ракеты-носителя.

Свершилось! 12 апреля 1961 года в Советском Союзе в 9 часов 07 минут успешно стартовал космический корабль «Восток» с человеком на борту. Первым космонавтом планеты стал русский человек, военный летчик, старший лейтенант Ю.А.Гагарин. Запуск пилотируемого корабля открыл новую эру полетов человека в космос. Это был успех современной науки и техники.

Таким образом, 50 лет тому назад стартовый комплекс на полигоне Байконур с координатами 45 градусов 55 минут 12 секунд северной широты и 63 градуса 20 минут 36 секунд восточной долготы получил новое название – «Гагаринского старта». Многотысячный коллектив ученых, конструкторов, инженеров, техников, рабочих и военнослужащих, объединенных идеей покорения космоса, в сжатые сроки, неимоверными усилиями «…сказку сделали былью…» – так гордо звучала эта мысль в известном авиационном гимне пилотов страны Советов.

Каждый раз, бывая на Байконуре, мне приходилось наблюдать за восхищенными взглядами людей, которые посещали это священное для каждого авиатора место – Гагаринский старт, где с ажурных стальных рук-опор начинается большинство из космических экспедиций. Многолетний опыт эксплуатации российского стартово-технического комплекса показал правильность принятых конструкторских решений и подтвердил высокую надежность его работы. Объекты, введенные в эксплуатацию более пятидесяти лет тому назад для пусков межконтинентальных ракет Р-7, до сих пор являются научно-инженерной и технологической основой для разработки всех последующих отечественных стартовых систем.