关于运载火箭,我们不应少说和少报道。实际是,没有运载火箭就没有在宇宙中的成就。如果运载火箭出现得越迟,人类的宇宙新纪元也就开始得越迟。

我虽然说的是人类历史中的相对短的时期,即从第二次大战结束到1957年10月第一颗人造地球卫星的发射这段时期中的事。关于这事,本人亲眼看见,那已经过去并且不可避免地成了历史。

1943年秋,当整个战场已经变得明朗的时候,德国的一大帮军队的歼灭将为期不远了。法西斯指挥部在悲观绝望的发作中采取了荒诞的威吓举动,开始用那时造成的弹道火箭《Φay-2》轰炸伦敦。《Φay-2》火箭是最先的液体弹道火箭,曾批量生产,是唯一的液体火箭,用于战争。

这种火箭对一般的尤其是对我们的火箭技术的发展,起了什么作用呢?现在让我们回顾一下过去的经历吧,就能够没有偏见的回答这个问题。当然,火箭在以后的战争过程中,是没有起作用的。对工程设计思想的发展,影响只是局部的,而且不永远是肯定的。液体火箭结构的基本原理,对专家来说,在那时不是新发明。这种武器的出现、它的建成和应用于战争的可能性,在我们、在西方都曾预见到。

在战前的年代中,在液体火箭技术领域奋斗的是以热情支持者为主的为数不多的一批工程师,他们是车尔科夫斯基(К. Э. Циолковский)思想的继承者和执行者。但是,大多数专家对液体火箭的威力表示怀疑,认为实现车尔科夫斯基思想是非常遥远的将来的事。

1946年,通过了关于建立和发展本国火箭技术的有历史意义的决议。任命格洛列夫(С. П. Королев)为火箭总体的总设计师,同时,吸收大型的设计局和工厂参加建造新的火箭发动机、控制系统和地面综合体。全部工作的协调由苏联的总设计师格洛列夫领导。

我国的第一个弹道火箭是P-1火箭,它于1948年进行飞行试验。那时,这个火箭的整个结构虽是仿照《Φay-2》,但无论怎样也没有减少它的意义。在格洛列夫组建设计局以后,火箭进行了总共经过两年的飞行试验。这期间,调整好了生产基地和生产工艺,建立了试验的发射架,并且在复杂的战地条件下扩大了飞行试验,培养了干部。总之,火箭P-1比火箭《Φay-2》更好的特性,而在后来的岁月里,在通向研究宇宙的遥远的路程中,起了最先的试探作用:在地球周围高度为100公里的空间内,有计划的研究开始了。

现在谈谈某些技术细节。火箭P-1的结构我们现在称之为带有悬挂式油箱的简图。你要知道,这是相当薄的钢的圆柱形外壳。里面安放着两个轻的铝桶。下面是装液态氧的桶,上面是装着燃液的桶。燃液是含75%的酒精。装有氧的桶依靠在下面结实的隔框(圈)上,隔框的下面装着发动机的框架。燃液桶系在上面的木块圈上。前面是主体和仪器舱,后面是发动机,它封住尾巴的外壳舱。重量和坚固度如同一艘船舰,并附上四个沉重的平的尾翼。

弹道火箭垂直起飞,并按确定的计划引入计算的轨道。当火箭得到了需要的速度,而这又发生在大气之外的时候,关掉发动机,火箭按弹道轨迹飞行,也就如同自由抛射天体一样。由于关闭了发动机,因此火箭失去控制并且绕质心旋转的样子不能被预测。

具有尾翼的P-1,如同《Φay-2》—样,在进入大气的时候,在轨迹的降段,由空气动力流来确定方向,并继续沿着计算的轨迹移动且在朝向目标的路途上维持着高速。正是如此,在飞行的最后阶段、设计员只得清算火箭的质量。在进入大气后,火箭的稳定与火箭本身很重的装载量有关。它必须加固,这样质量要增加,但空气动力流的热作用不允许采用相当轻的铝 - 镁合金。这个矛盾的解决是,创建带有载重箱的方案。在关掉发动机后,火箭甩掉前面的桶,独自飞行;在进入大气中时,自身的稳定器把它稳定并且抵消负载和热作用。

带有载重箱的方案的明显的优点在于,已经无须计算火箭在大气中在稳定状态下的坚固性,只需要计算它在升段上所产生的负载。这些负载实际是小的,意味着火箭的质量是减少了。此外,他们定出了发展的计划,而这些值是带有很高的可靠性的。这使得结构减轻同样是靠降低坚固性的保险系数。温度对空气动力流的结构的影响在升段实际上是要比进入大气中时小。因此,可以采用铝 - 镁合金代替钢。在进入大气中的时候,火箭身躯的稳定没有必要了、因而尾巴的稳定器也就不需要了。诚然,为了分离主要部分,需要规定稳定器,但实际上在它那里有最小的惯性矩和非常轻微的稳定器。

最后,还有一个重要的说明,经过了许多年后给我知道了。向新的方案过渡是对火箭工艺进一步发展的重要的推动。它使火箭工艺向当时最先进的航空工艺靠近,并在以后的年代中取得了自己的一套工艺。现在,火箭按照自己的水准生产,不仅可与航空生产相比较,也许在某些方面已经超过了它。

没有马上向载重箱的方案过渡。在这以前曾发生过建立火箭P-2的混合方案的事,随后出现地球物理学的变化形态B-2A。向载重箱方案过渡的总目标不会引起异议。过渡方案(混合型)的特点是,只有前面的一个酒精箱是载重的,而氧的箱子放在雅致的充实的薄壁躯体内部且以绝热的玻璃罩覆盖着。2号的特点是,因为要分离火箭的主体,所以设计火箭尾翼的必要性就消失了。同时,设计现代化的我国第一个战略火箭已经提到日程上了。为了创建这种火箭,需要过渡方案的火箭的发射经验。

解决了剩下的带有稳定器的不可侵犯的尾巴舱。加之,火箭常见的外形因为没有成熟的经验,因此关于它的生命力就不能给出判断。

火箭还有一个特点。仪器舱向后挪动,并且直接放在发动机的前面。显然,在作起飞准备时,这个创造是方便的。但是,这样的结构同样也是担忧的。仪器在由发动机引起的使它变热和强烈振动的条件下,能否完全实现本身的功能呢?不管技术的不足,格洛列夫的操纵不仅是谨慎周密的,而且在那时实际是可能的。火箭P-2在不大大地增加结构质量的前提下,大致可保证增加两倍的飞行距离。

与第一次发射的火箭一起引出了一些新问题。火箭主体进入大气上层的速度接近2000米/秒。这恰恰是界限,当空气动力流的热作用已经迫使对防热采取办法的时候,因此展望一下不远的前景,要求高得多的速度及与防热有关的工作必须加紧。对火箭主体的稳定器受实际加热的影响,发觉我们的认识同样是不足的。因此必须明确规定计算稳定器坚固性的方法。

在火箭P-2精细加工以后,开创了建立地球物理变化形态B-2A的道路,从而扩大了研究地球附近空间直到高度为200公里范围的可能性。在那些年代,火箭技术的成就是超时的。巴甫洛维契(Сергей Павлович)的威望如同露点一样在扩大,设计局的威望也是同样的。

完全按照载重箱的方案建立的火箭,卸去了不需要的尾翼,是第一个静止的可变化的火箭,在1953年4月进行了飞行试验。试验是鼓舞人心的。拆去了隔热层的氧气桶在飞行中无论什么坏的情况都没有发生,而所增加的氧的消耗容易在发射场的补给水中补偿。稳定的自动装置保证多变的火箭的定向。它如同气体力学装置那样的利用。分开的主体具有足够可靠的(同时制造的)防热装置。总之,整个火箭是完整的整体。

遥测技术精确地记录下频率的偏离。从开始时的5.5赫到活动区段终端的8.5赫。频率值和它的增长根据小桶倒空的程度,立刻想到是躯体固有的弯曲振动。这样,它就被发现了。但是没有排除将来的不顺利的事。

实际上,过渡到承重箱可以降低火箭弯曲的硬度。另外为力图得到距离,迫使增大承重箱的体积。依靠它的长度做这个是较容易的。更大些的直径要求换掉生产设备和改造运输装备。火箭加长和它在弯曲上硬度的减小,降低了躯体固有弯曲振动频率,而低频已经不能被放大器 - 变换器滤掉。来自回转发送器的讯号,通过转向盘且逼使它们随躯体频率摆动。在不好的相位关系上,能使火箭遭到破坏。

再次,如同像建造火箭P-1和P-2那样,很快地建造了地球物理火箭B-5A,这个火箭扩大了我们周围空间,直到500公里高度的物理性质的研究领域。

在1953 ~ 1954年,已经开始探索建造第一个洲际火箭的道路。当然,这样的火箭应该是两级的。但是,是怎么样的?为了弄清设计探索的规模,只引出一个数字,根据直接参加者的证明,分析过的、计算过的和审查过的结构方案超过50个。

不是那样简单地做出正确选择的,而是非常认真的。选择是做出来了,现在这个火箭的起飞情况我们可在电视屏幕上看到。我们看到的已经是火箭的三级方案了;但第一、二级实际上留在那里。

在设计和建造洲际火箭的时候,需要解决许多新的问题。根本的问题是动能的方案。在中心部分的薄壳上表达侧面部分的应力不是那么简单,几乎要重新解决主体的防热问题。须知,进入大气的速度已经接近第一宇宙速度。应该消除发生自振的危险。与许多部分不同,新系统具有多种可能的弹性振动形状。

动力学问题包括整个十个主要的燃料箱中的可动液体的计算。必须使彼此没有关系的箱子,液压倒空同步,这是解决使箱子部分与中心部分在第二节的出口处分离的重要和有意义的问题。控制暗箱要求练好新的系统:在那时以前只是采用气体喷射和空气的作用。空前未见的新办法——火箭悬在发射场。它恰好挂在发射架的四个点上。另外相似的结构至今还没有。

运载火箭的模型,已经在1956年夏天用金属制造了。在宽阔的工厂大厅里,制造试验的一组装置并演习把它安置在垂直位置。过了一年后,火箭进行飞行试验。1957年8月21日,第一次成功地发射了洲际火箭,同年10月4日,成功地把第一颗人造地球卫星送入轨道。

一般地,运载火箭的制造,尤其是有史以来第一颗,是用钛制作的。它挑起这个重任,不是一个设计局,而是一系列的组织决定的。可以诱人地叙说关于火箭发动机的创造阶段,它的发展,从酒精改为煤油等的历史。而关于从酒精改为煤油的事,如同在院士葛鲁舒哥(В. П. Глушко)领导下所创造的强大功率和最好的发动机一样,保证了事情的成功。读者们感兴趣的是要知道有关控制系统的发展,在院士彼留金(Н. А. Пилюгин)领导下完成的工作,在院士贝尔明(В. П. Бармин)领导下建造的地面综合体;关于唯一的和第一个运载火箭的可载入史册的起飞阵地;关于一组装置,它的安置和校准。在苏联科学院,首先在凯尔台施(M. В. Келдыш)领导下的应用数学研究所,参加了研究工作。

格洛列夫创建的运载火箭已经有25年了,用它研究宇宙。

[Земля u Вселенная,1983年3月]