Запуск человека в космос был заветной мечтой М. К. Тихонравова.

И как только развитие ракетной техники достигло уровня, при котором появилась возможность осуществить первую часть своей мечты — полёт человека на ракете — Михаил Клавдиевич приступил к её реализации.

М. К. Тихонравов с женой О. К. Тихонравовой в музее у макета ракеты «09», г. Калуга, 1966 г.

Великая Отечественная война подходила к концу, когда нашим ракетчикам удалось ознакомиться с достижениями ракетной техники Германии. В частности, с ракетой ФАУ-2, и не только «теоретически», но и «материально»: мы получили доступ к готовым образцам трофейных ракет ФАУ-2. В 1945 году Тихонравов с группой энтузиастов ракетной техники из РНИИ разработали проект высотной ракеты ВР-190, предназначенной для подъёма двух человек на высоту до 200 километров и состоящей из ракетной части и ракетной кабины. Предполагалось, что ракетная часть создаётся на базе модернизированной трофейной ракеты ФАУ-2, а в ракетной кабине предусматривалось специальное устройство для управления полётом в пустоте, приспособление для мягкой посадки на Землю, тормозной двигатель и специальное амортизирующее шасси. Высокая автоматизация управления полётом сочеталась с широкими возможностями ручного управления. Прямо прообраз космического аппарата!

Проект высотной ракеты ВР-190 получил поддержку академиков Л. А. Орбели, В. Р. Фесенкова, Н. Д. Папалекси, профессоров В. В. Стрельцова и Н. П. Вернова. Однако реализация проекта оказалась очень сложным делом. Требовалось создание специальной лаборатории. Даже, несмотря на интерес И. В. Сталина к проекту, нужных средств после только что окончившейся войны у государства не нашлось.

К моменту моего прихода в отдел вопросы реализации полёта человека на ВР-190 отошли на второй план. Теперь Михаил Клавдиевич с группой сотрудников (И. М. Яцунский, Г. Ю. Максимов, Л. Н. Солдатова, Я. И. Колтунов к ним присоединился и я) работали над второй частью своей мечты — запуск человека в космос!

Уровень отечественной ракетной техники (да и мировой!), достигнутый к концу 1940-х годов, ещё не мог обеспечить осуществление этой мечты. Мы располагали находящейся в отработке ракетой Р-1 и в стадии проектирования были ракеты Р-2 и Р-3. Поставленную задачу можно было решить только с использованием многоступенчатой жидкостной баллистической ракеты, способной вывести на орбиту искусственного спутника Земли космический корабль с человеком на борту. Тихонравов, основываясь на малоизвестных работах К. Э. Циолковского, предложил очень плодотворную идею создания такой ракеты на базе существовавшего в то время технического уровня советского ракетостроения. Эта идея состояла в переходе на новый, нетрадиционный путь компоновки составной ракеты по схеме так называемого “пакета”. Первые же исследования, выполненные группой молодых инженеров отдела под руководством М. К. Тихонравова, привели к удивительному выводу: по состоянию уровня ракетостроения на начало 1950-х годов возможно создание составной баллистической ракеты, способной обеспечить достижение первой космической скорости!

Проект высотной ракеты ВР-190. Кабина для полета двух пилотов. 1945 г

Предварительные результаты были доложены Тихонравовым в 1948 году на НТС института, где идея «пакетной» схемы была фактически отвергнута учеными института (на исследования по этой тематике был наложен запрет), и вторично состоялся доклад на первой научно-технической конференции НИИ-4 в марте 1950 года. Аудитория, на которой были представлены специалисты всех основных ведомств страны, причастных к созданию и эксплуатации ракетной техники, ответила настороженным шумом, когда Тихонравов сформулировал свой вывод, и бурным негодованием вся аудитория отреагировала на заключительные слова докладчика «…о возможности полёта человека в космос!»

После обсуждения (скорее — осуждения) доклада один из руководителей закончил своё выступление словами: «Думаю, что всё это фантастика! Никому не нужная затея!» Эти слова были встречены аплодисментами. Не вызывала восторга эта идея не только у большинства специалистов ракетной техники, но и у широкой научной общественности.

И действительно, после такой тяжелой, разорительной войны казалось абсурдным тратить колоссальные государственные деньги на реализацию этой фантастической, возможно даже авантюристической идеи!

Далее, как обычно это у нас бывает, последовали репрессии. М. К. Тихонравова с должности начальника управления сняли, оставили его лишь консультантом нашего отдела, сотрудникам отдела, разрабатывавшим под руководством Михаила Клавдиевича проблемы, касающиеся возможности создания спутника Земли, было категорически запрещено заниматься этими проблемами, а контроль поручили выполнять Александру Захаровичу Краснову, бывшему заместителю Тихонравова, который теперь был назначен начальником управления вместо Тихонравова.

Этот «запрет» и «освобождение» Михаила Клавдиевича от руководства большим научным коллективом только сплотило нас, и в отделе фактически образовалась «подпольная корпорация», члены которой (впоследствии члены «группы Тихонравова»), выполняя свои плановые исследовательские работы, продолжали работать и над запрещенной тематикой.

Наши разработки проблем многоступенчатых ракет «пакетной» схемы, оформленные в виде научных отчетов, в начале 1951 года были направлены в ОКБ С. П. Королёва. Кроме «негативных последствий» для М. К. Тихонравова и его коллектива, эти разработки имели и «положительную составляющую». В них содержались первые зачатки космической баллистики. Так, разработанный И. М. Яцунским приближенный метод определения оптимальных параметров составных ракет «пакетной» схемы позволял при заданном числе ступеней определить оптимальное распределение масс между ступенями и наиболее выгодный расход топлива. На базе этого метода для двухступенчатого «пакета» из трёх ракет Р-3 (проектные параметры разработки ОКБ С. П. Королёва ракеты Р-3 с дальностью стрельбы 3 тыс. км) была показана возможность достижения первой космической скорости. Исследования Г. Ю. Максимова по определению оптимальных условий вывода искусственного спутника Земли на заданную круговую орбиту содержали математическую модель для выбора оптимального распределения между потребной скоростью ракеты в конце активного участка и потребным значением импульса для перевода спутника с переходного эллипса на заданную круговую орбиту. Им же была рассмотрена и задача спуска спутника (или его части!) с круговой орбиты на Землю с определением потребного импульса торможения при минимальном отклонении от расчетного места спуска.

По моему глубокому убеждению, эти «зачатки» космической баллистики в нашей стране появились впервые и, как это ни парадоксально, именно наш НИИ-4 оказался первым научным институтом, положившим начало успешному развитию космической баллистики.

Члены «группы Тихонравова»:
(сидят, слева направо) Я. И. Колтунов, Л. Н. Солдатова, И. М. Яцунский,
(стоят) Г. Ю. Максимов, А. В. Брыков

А вскоре нашей группе и нашему институту крупно повезло. Этому способствовали два обстоятельства. Во-первых, Сергей Павлович Королёв очень хорошо отнесся к идее Тихонравова, доклад Михаила Клавдиевича ему очень понравился и он обещал Тихонравову поддержку. Высокую оценку получили и представленные ему наши разработки. Во-вторых, к этому времени в мире складывалась такая ситуация, что в условиях напряженного международного положения наша страна оказалась практически под угрозой атомного нападения со стороны США при полном отсутствии возможности нанести ответный атомный удар по объектам на территории США. Для исключения такой угрозы необходимо было создание межконтинентальной баллистической ракеты с дальностью стрельбы порядка 8…10 тысяч километров. И сделать это нужно было оперативно!

И вот теперь начатые Тихонравовым исследования возможности создания многоступенчатых жидкостных баллистических ракет дальнего действия на основе «пакетной» схемы оказались очень кстати! Сергей Павлович заказал нашему институту (а фактически, нашему коллективу) научно-исследовательскую работу по определению возможности создания межконтинентальной жидкостной баллистической ракеты «пакетной» схемы. У нас появилась возможность, разрабатывая эту тему, официально решать и вопросы вывода космических аппаратов на орбиту искусственного спутника Земли, так как межконтинентальная баллистическая ракета требуемой дальности практически всегда может служить ракетой-носителем.

А несколько позже, 16 сентября 1953 года мы узнали, что с начала будущего года в институте открывается заданная С. П. Королёвым новая тема: «Исследования по вопросу создания искусственного спутника Земли». А начинать работать по ней нам разрешили, не дожидаясь официального открытия темы. Сергей Павлович выполнять свои обещания не забывал!

Так, практически в самом начале своей научной деятельности, я оказался в коллективе, которому предстояло участвовать: во-первых, в решении одной из самых актуальных проблем, связанных с обеспечением безопасности нашей страны, и во-вторых, в проведении исследований по совершенно новому научному направлению — обоснованию возможности создания искусственного спутника Земли на базе современного развития науки и техники.

Это было начало работ, которые привели к созданию в стране самой совершенной в мире межконтинентальной баллистической ракеты Р-7, в отработке и испытаниях которой активное участие принимал наш институт — НИИ-4 Министерства обороны.

Так как я окончил специализированное по ракетной технике высшее учебное заведение, то достаточно быстро ознакомился с разработками отдела. Однако идея Тихонравова, касающаяся принципа «пакетной» схемы многоступенчатой жидкостной баллистической ракеты, была для меня совершенно незнакома. Мне очень хотелось разобраться в её сути. Оказалось, что она, как все гениальные идеи, очень проста!

С. П. Королев, 1953 г.

Действительно, к началу 1950-х годов многие передовые страны уже в совершенстве освоили производство и использование одноступенчатых жидкостных баллистических ракет и создали необходимую производственную базу для их изготовления. Успешно проходило и дальнейшее совершенствование таких ракет, в основном, в направлении повышения дальности стрельбы, улучшения характеристик рассеивания и повышения надёжности эксплуатации этих ракет. Однако, теоретические разработки по составным ракетам последовательной схемы (первая ступень отрабатывает свой ресурс и отбрасывается, включается вторая ступень, работающая так же до полного израсходования топлива, затем следующая и т. д.), показали ряд принципиальных трудностей, которые были не только чисто техническими, но и связанными с отработкой новых технологий, нового технического оснащения и новых принципов обслуживания при особо неблагоприятных условиях обеспечения требуемой надёжности. По мнению Тихонравова, надёжную двухступенчатую межконтинентальную баллистическую ракету «последовательной схемы» в начале 1950-х годов построить было невозможно. И было принято решение использовать «пакетную» схему.

История подтвердила справедливость такого решения. Действительно, созданная в середине 1950-х годов (решение о начале работ — 1954 г., первый удачный пуск — август 1957 г.) межконтинентальная двухступенчатая баллистическая ракета Р-7 «пакетной» схемы решила основную задачу, касающуюся обороны страны, а также задачу достижения первой космической скорости (4 октября 1957 года Р-7 обеспечила вывод на орбиту первого в мире ИСЗ). Однако, как боевая она имела существенные недостатки, и в мае 1959 года принимается решение о создании межконтинентальной двухступенчатой баллистической ракеты с последовательным расположением ступеней — Р-16. В конце 1950-х — начале 1960-х годов наша промышленность, опираясь на опыт создания одноступенчатых ракет средней дальности Р-12 и Р-14, уже могла решить и эту более сложную задачу. Первое испытание Р-16, состоявшееся 24 октября 1960, года оказалось неудачным. Ракета взорвалась при старте, погибли люди, в том числе маршал М. И. Неделин и ряд ведущих разработчиков ракеты Р-16. Завершилась разработка Р-16 лишь к концу 1961 года.

Идея «пакетной» схемы состояла в «объединении» в одно целое («пакет») нескольких баллистических одноступенчатых жидкостных ракет, уже имеющих производственную базу и все условия для отработки в полёте, с обеспечением одновременного включения двигателей всех составляющих ракет «пакета» на старте, с последующим переливанием топлива в полёте из вспомогательных ракет в основную (несущую боевой заряд) и отбрасыванием освободившихся от топлива вспомогательных ракет. Для создания такой межконтинентальной баллистической ракеты необходимо было, во-первых, найти соответствующий принцип «объединения» составляющих «пакет» одноступенчатых ракет в целую единую систему и, во-вторых, «научить» эту систему летать! При этом М. К. Тихонравов проанализировал возможности практического решения этой задачи и показал, что сформулированные требования выполнить легче, чем создать такую же ракету по схеме последовательного расположения ступеней.

И. М. Яцунский, 1960 г.

Тщательные исследования по научному обоснованию своих предварительных разработок возможности создания межконтинентальной баллистической ракеты «пакетной» схемы М. К. Тихонравову удалось начать лишь в сентябре 1947 года, когда к этим работам подключился Игорь Марианович Яцунский. Именно он под руководством Михаила Клавдиевича разработал методологию выбора и оценки основных конструктивных и баллистических характеристик составных ракет «пакетной» схемы. Несколько позднее к этим работам подключились молодые инженеры отдела: Глеб Юрьевич Максимов (система управления), Лидия Николаевна Солдатова (оценки аэродинамических характеристик и системы переливания топлива), Ян Иванович Колтунов (проблема старта) и я.

Мне в реализации идеи Тихонравова пришлось заниматься рядом вопросов, связанных как с проблемой «объединения» одиночных ракет в единый «пакет», так и с проблемой «обучения» его летательному искусству.

В проблеме «объединения» основное требование — обеспечить надёжность разделения ступеней «пакета». «Пакетная» схема двухступенчатой ракеты, в частном случае состоящей из двух ракет, основной и вспомогательной, предусматривала, что второй ступенью должна быть основная ракета, несущая боевую часть, и к моменту разделения ступеней (отделение вспомогательной ракеты) она должна быть полностью заправлена топливом. Поэтому, если обе, составляющие «пакет» ракеты были одинаковые (например, Р-2) и их двигатели при старте включились одновременно, то перед разделением, когда в баках каждой ракеты останется около половины топлива, его требовалось перелить из вспомогательной ракеты в основную, а затем «отбросить» вспомогательную ракету. Чтобы основная ракета смогла выполнить свою боевую задачу — поражение цели, необходимо было разделение ступеней произвести: во-первых, без механического повреждения основной ракеты, во-вторых, обезопасить «пакет» от возникновения пожара при переливании топлива и, в-третьих, после разделения не допустить у основной ракеты возникновения возмущений, с которыми не справилась бы система управления.

В мою задачу входило рассмотрение различных схем составления «пакета» из одинаковых ракет, оценка обеспечения требований надёжности, в частности, оценка возмущений у основной ракеты после разделения, определение весовых характеристик связей (элементов конструкции, объединяющих отдельные ракеты в «пакет»), а также выбор тех предложений для дальнейшего рассмотрения, которые окажутся наиболее простыми в реализации. Полученные при этом характеристики использовались: Максимовым — для оценки устойчивости полёта «пакета» после разделения, Солдатовой — для определения способов переливания топлива и оценки аэродинамических характеристик «пакета», Колтуновым — для анализа возможностей надёжного старта «пакета».

Схема пакета из трех ракет Р-3, предложенная в 1951 году М. К. Тихонравовым для создания межконтинентальной жидкостной баллистической ракеты в ОКБ-1

Мой анализ набора различных схем «пакета», составленного из двух или трёх ракет (рассматривались в частности реальная ракета Р-2, и проектный вариант ракеты Р-3), проводился методом математического моделирования движения «пакета» при различных схемах разделения. Исследовались такие схемы относительного движения ракет: а) по «направляющим»; б) за счет «расталкивания» их жесткими шарнирными связями; в) за счет динамического развода ракет специальными пороховыми движками; г) за счет крепления на шарнирных пироболтах, а также некоторые комбинации этих вариантов. Полученные результаты обсуждались в ОКБ С. П. Королева с создателями Р-7 в самом начале её разработки.

Надо отметить, что я рассматривал и вариант разделения, аналогичный принятому на ракете Р-7, и дал ему оценку как самого простого и надёжного с точки зрения конструктивного исполнения, но не обеспечивающего высокой надёжности в процессе динамики полёта при отделении вспомогательных ракет. В ряде рассмотренных вариантов (после выключения двигателей вспомогательных ракет и освобождения креплений вспомогательных ракет) основная ракета из-за несимметричного отхода от неё боковых ракет получала недопустимо большие возмущения.

При совместном анализе с конструкторами ОКБ С. П. Королева такой схемы соединения ракет в «пакет» мы к компромиссу не пришли. Однако, видимо, так и должно было быть: я рассматривал вариант создания «пакета» из одинаковых ракет, а сама ракета Р-7 была скомпонована из разноразмерных элементов. Конструкторы ОКБ-1 предложили вариант, который оказался очень надёжным и наиболее простым из всех рассмотренных.

Итак, наши общие усилия завершились разработкой двух вариантов проекта экспериментального «пакета» из трёх ракет: первый вариант — «пакет» из трёх ракет Р-2 с предельной дальностью полёта 1540 км, второй — «пакет» из трёх ракет Р-3 с предельной дальностью полёта порядка 8000 км. Кроме компоновочных схем и описания всех элементов этих вариантов «пакета», мною были составлены и данные о весовых характеристиках связей, «объединяющих» три ракеты в «пакет».

В 1951 году три тома научного отчета, куда вошли разработки всех участников группы М. К. Тихонравова, были представлены в ОКБ-1 С. П. Королёву. Этот отчет содержал совершенно уникальные по тому времени разработки, в частности, методику оптимизации параметров пакета, с использованием которой и были выбраны параметры указанных выше двух вариантов экспериментального «пакета» из трёх ракет.

На базе содержащегося в отчете варианта пакета из трех ракет Р-3, разработанного под руководством М. К. Тихонравова предполагалось создать в ОКБ Королева межконтинентальную баллистическую ракету (см. А. В. Карпенко, А. Ф. Уткин, А. Д. Попов «Отечественные стратегические ракетные комплексы» Санкт-Петербург, 1999, стр. 34.)

Над решением проблемы «обучения летному искусству» составной ракеты типа «пакет» работали все члены нашей группы. Здесь уже, естественно, эта проблема рассматривалась применительно к межконтинентальной баллистической ракете «пакетной» схемы с дальностью стрельбы 8…10 тысяч километров. В первую очередь рассматривались новые для ракетостроения особенности «пакетной» схемы, которые ранее совершенно не исследовались.

Члены «группы Тихонравова»: (стоят, слева направо) Г. М. Москаленко, О. В. Гурко, И. К. Бажинов; (стоят) В. Н. Галковский, Г. Ю. Максимов, Л. Н. Солдатова, М. К. Тихонравов, И. М. Яцунский

При обсуждении докладов М. К. Тихонравова на НТС НИИ-4 в 1948 году и в марте 1950 года на конференции в НИИ-4 наиболее «яркие» критические замечания касались: старта «пакета» («пакет» не взлетит из-за интерференции газовых струй двигателей; «пакет» опрокинется из-за разности тяг двигателей составляющих ракет); участка разделения ступеней («пакет» сгорит при переливании топлива или разрушится при отделении вспомогательных ракет из-за столкновения с основой), управления полётом (такая мало аэродинамичная конструкция — доска «не пройдёт» через атмосферу, не удастся «погасить» возмущения при разделении и обеспечить требуемую точность стрельбы). На все эти вопросы (да мы знали и другие «слабые» места) требовалось найти ответы.

Во второй половине 1951 года наша группа пополнилась двумя новыми сотрудниками. Игорь Константинович Бажинов (самолетчик) и Олег Викторович Гурко (двигателист) только что окончили МАИ, были приверженцами идей Михаила Клавдиевича и целенаправленно пробили себе дорогу в группу Тихонравова. Они вместе с нами включились в решение всех вопросов.

С приходом И. К. Бажинова и О. В. Гурко у нас в НИИ-4 окончательно сформировался коллектив, известный в ракетно-космической науке как «группа Тихонравова». Отсутствие на фотографии автора этих строк объяснится какими-то неизвестными автору «объективными» причинами.

Особо следует отметить, что наши разработки, касающиеся обоснования возможности создания межконтинентальной баллистической ракеты, выполнялись с учетом перспективы использования этой ракеты для вывода космических аппаратов на орбиту искусственного спутника Земли. Поэтому многие из них следует рассматривать «вкладом» как в ракетную, так и в космическую баллистику.

В задаче обоснования возможности создания составной жидкостной межконтинентальной баллистической ракеты, предназначенной к использованию её как боевого оружия, должна быть решена еще и совершенно новая проблема для такого класса ракет — проблема изыскания способа уменьшения рассеивания точек падения боевой части, обусловленного погрешностями исполнения команды на окончание активного участка полета — которую предстояло решать мне.