Читаем «Энергия» - «Буран» полностью

     Важнейшей материаловедческой задачей при создании водородного двигателя РД-0120 для блока Ц являлось освоение технологии изготовления дисков роторов из суперсплава ЭП741 и крыльчаток насоса для подачи водорода из титанового сплава ВТ5-1КТ методами металлургии гранул. По инициативе главного конструктора КБХА А.Д.Конопатова одновременно строились и оснащались две базы гранульной металлургии - и в КБХА, и в НПО "Композит". База КБХА оснащалась импортным оборудованием, а на базе НПО "Композит" устанавливалось отечественное, впервые изготавливаемое на нескольких предприятиях страны. Обе базы были своевременно и успешно введены в строй.

     Объем экспериментальных работ был попросту огромным: изготавливались десятки тысяч образцов, тысячи шлифов для электронно-микроскопического исследования, непрерывно выпускались сотни результатов экспертиз, заключений и рекомендаций, в экстренном порядке разрабатывались и изменялись технические условия на поставку материалов. Энтузиазмом были пронизаны все - от генерального директора до техника-материаловеда и рабочего у станка. В результате в ракетном комплексе "Энергия" - "Буран" было использовано 82 новых материалов, составляющих свыше 80 % веса конструкции.

     Прочностная отработка центрального бака, в силу его специфики как конструкции больших габаритов и массы, работающей в условиях низкой, криогенной температуры, велась по достаточно сложной программе. Лоцманами этой программы были ЦНИИМаш и НПО "Энергия", а идеологами - А.В.Кармишин, А.В.Андреев и Н.А.Павлов. Масштабы конструкции и реальные нагрузки требовали создания мощной прочностной экспериментальной базы. То, что оставалось от Н-1, было недостаточно для прямой отработки блока. Например, при прочностной отработке подвесного топливного отсека "Спейс Шаттла" осуществлялась последовательная программа, которая позволяла проводить статические испытания полноразмерных баков окислителя, горючего и криогенно-статические испытания агрегатов топливного отсека при действующих температурах жидкого водорода. Мы не располагали крупногабаритными силовозбуждающими стендами и криогенно-водородными камерами, поэтому программа строилась с учетом возможностей прочностной базы института и строящегося криогенного стенда на "Прогрессе" (только на азоте). Азотный стенд был значительно дешевле водородного. В этой связи предполагалось испытание конструкции при температурах жидкого азота, т.е. при -180...-190 ºС вместо -253 ºС.

     Не испытав конструкцию при температуре водорода, ее реальное криогенное упрочнение можно определить только экстраполированием, что вносит погрешность в понимание действительной работоспособности конструкции. Прочнисты всего мира придерживаются правила подтверждения несущей способности такого рода сооружений только на основе результатов реальных испытаний. Поэтому экономия в средствах влекла за собой утяжеление конструкции за счет того, что упрочнение конструкции от температуры -183 до -253 ºС не учитывалось и оседало "в запас". Запас мог быть раскрыт только специальными видами испытаний.

     Для проведения испытаний центральный блок членился на отдельные фрагменты, которые по своим габаритам соответствовали возможностям прочностных стендов. Эти фрагменты называли сборками.

     Сборка 1 - это имитатор бака горючего, предназначенный для испытания днищ водородного бака. Все имитаторы такого рода в программе выполнялись в реальном масштабе по диаметру и по другим элементам конструкции баков. Менялась лишь высота (длина) баковых фрагментов - она определяла габарит конструкции. В сборке 1 обечайка бака практически отсутствовала, фактически это были два сваренных днища -верхнее и нижнее. В обиходе эта сборка называлась "сечевицей". Сборка 2 - это полуразмерный бак окислителя. Сборка 3 для испытаний средней части блока Ц состояла из межбакового отсека с пристыкованными платформами баков окислителя и горючего. Высота каждой емкости, имитирующей баки, определялась реальным влиянием приведенной части жесткости баков и давала возможность воспроизводить работу этого отсека, как в полноразмерной конструкции, с достаточной достоверностью. Сборка 4 - это натурный хвостовой отсек с узлами связи и имитатор нижней части водородного бака. Сборка предназначалась для определения несущей способности кормовой части блока Ц. Средняя часть бака горючего в прочностных испытаниях представлялась укороченным баком на величину нескольких секций, примыкающих к нижнему и верхнему днищам водородного бака. Узел связи с орбитальным кораблем испытывался в составе этой сборки. Далее самостоятельно испытывались узлы и агрегаты блока - в составе донной защиты, переднего обтекателя, узлов связи, панелей, опор, трубопроводов. Испытывался блок Я.