А.М. Исаев. Укрощение огня

В семидесятых годах на экраны нашей страны вышел знаменитый фильм "Укрощение огня". Его видели многие, но мало кто знал, что прототипом главного героя фильма, ракетного конструктора Андрея Башкирцева, послужил не только С.П. Королев (имя Королева приходило в голову в первую очередь), но и другой выдающийся конструктор — Алексей Михайлович Исаев.

Алексей Михайлович Исаев — выдающийся инженер, создатель ракетной и космической техники и вместе с тем ярчайшая личность, наделенная в какой-то удивительной гармоничности истинно светлыми человеческими качествами, сделавшими его подлинным лидером в делах и снискавшими ему глубокое уважение и любовь сотрудников, а также многих, кому посчастливилось общаться с ним.

Малая родина Алексея Михайловича — Санкт-Петербург. Там он родился 24 октября 1908 года в семье приват-доцента юриспруденции университета. Семья Исаевых жила в Петербурге до 1918 года. Глава семьи был специалистом по уголовному праву и, видимо, мог прогнозировать развитие событий. Решение покинуть Петроград и уехать в деревню семья восприняла как единственно правильное. Переехали в деревню Мстера Владимирской губернии — родное место няни детей. Там Исаевы организовали школу. У них был огород, корова. Жизнь шла своим чередом.

Постепенно обстановка в стране становилась спокойнее, и семья переехала в Москву вслед за отцом, которого пригласили в Московский государственный университет. Высшее инженерное образование Алексей Исаев получил в Горной академии, которую окончил в 1931 году. Видимо, на выбор повлияло мнение отца и то, что специальность горного инженера традиционно считалась одной из наиболее престижных еще со времен Петра I.

«Попадание» Исаева в авиацию проходило не просто, он постоянно наталкивался на отказы кадровиков. Наконец, после прямого обращения к директору 293-го авиационного завода в Химках вопрос решен — Исаева приняли. Там судьба свела его с авиаконструктором В.Ф. Болховитиновым. Виктор Федорович был яркой личностью, разбирался во всех тонкостях аэродинамики и строительной механики самолетов, обладал обостренным чувством нового. Наверное, это и привлекало к нему талантливых молодых инженеров. КБ Болховитинова стало прекрасной школой, из которой вышли видные советские ученые и конструкторы ракетной и космической техники: В. Мишин, Б. Черток и К. Бушуев, впоследствии ближайшие сподвижники С. Королева.

Незаурядные способности быстро выделили Исаева в число лучших работников КБ, и его назначили ведущим конструктором опытного истребителя, который мог развивать скорость свыше 700 км/ч. Ракетной техникой Алексей Михайлович начал заниматься позже — с инициативного проекта истребителя-перехватчика с жидкостным ракетным двигателем (ЖРД), выполненного совместно с А. Березняком и названного «БИ» (от начальных букв фамилий создателей). Впоследствии, уже после войны, А. Березняк стал главным конструктором целого ряда боевых крылатых ракет, стоявших на вооружении ВВС и ВМФ, а двигатели для них были разработаны под руководством главного конструктора А. Исаева.



В стране в эти годы работало небольшое по численности КБ Л. Душкина, занимавшееся разработкой ЖРД, но только самолетных. Этот коллектив стал головным по двигателю для БИ. Исаевцы отвечали за баки и топливную арматуру. Самолет надо было построить быстро — обстановка для страны была тяжелая. Правительство дало всего один месяц. Машину в срок выкатили из цеха, но двигатель для нее не был готов. Не был он готов и через год, несмотря на все усилия коллектива Душкина. Только в 1942 году боевой летчик Г. Бахчиванджи поднял в воздух этот самолет с аэродрома Кольцово близ Свердловска. Он взлетал еще шесть раз. Последний полет, где была достигнута наибольшая скорость — свыше 800 км/ч, окончился трагически: самолет внезапно вошел в пике и врезался в землю. Пилот погиб.



Причиной тому, как стало ясно позже, было несоответствие аэродинамической формы крыла скоростям полета, при которых уже возникали так называемые местные скорости звука, не только уменьшавшие подъемную силу крыла, но и приводящие к возникновению пикирующего момента. Тогда же грешили на двигатель и передали разработку ЖРД и двигательной установки в целом Исаеву.

Весной 1943 года коллектив КБ Болховитинова возвратился с Урала в Москву. Исаева назначили начальником и главным конструктором вновь созданного отдела ЖРД. В качестве «жизненного пространства» отдел получил три стены недостроенного ангара. Рабочие помещения и испытательные стенды пришлось строить самим. Меньше чем за год предстояло создать для самолета двигательную установку РД-1 — ЖРД многократного включения с регулируемой тягой от 1100 до 400 кг с удельным импульсом не ниже 200 с и ресурсом работы не менее 30 мин. Все было сделано в срок и соответствовало заданным требованиям. Важно отметить, что для выполнения всей программы работ, включая два летных испытания, потребовалось всего четыре экземпляра двигателя. Такой экономный подход к расходованию материальной части при отработке с тех пор стал характерным для исаевского стиля работы.

Создание двигателя РД-1 и двигательной установки для самолета БИ обеспечило Алексею Михайловичу признание и выдвинуло его в число ведущих специалистов и руководителей в области ракетного двигателестроения в стране.

Следующей ступенью в жизни Исаева и руководимого им коллектива был двигатель У-1250, созданный в 1945 году и определивший, по сути дела, основные принципы построения ЖРД современного уровня, ставшие азбукой двигателестроения. Это — плоские головки камер сгорания с множеством центробежных форсунок, обеспечивающих высокое качество смешения жидких окислителя и горючего; создание более холодного пристеночного слоя за счет обогащения периферийной зоны горючим; тонкие, жестко связанные между собой сваркой оболочки, образующие конструкцию камеры сгорания и сопла, и полностью сварная конструкция двигателя. Такие новшества позволили разработчикам не только резко уменьшить вес ЖРД, но и перейти к высоким давлениям и широкому использованию для этого турбонасосных систем подачи, а технологам — создать новые технологические процессы и способы связи оболочек.

Вооруженный этими знаниями и опытом, Исаев в 1946 году, возглавляя одну из групп советских специалистов по изучению трофейных образцов ракетной техники, смог по достоинству оценить достижения немецких конструкторов. Он понял, что наступило время применять ЖРД именно на ракетах. Тем не менее, после возвращения из Германии Исаев руководил созданием двигателя и двигательной установки четырехметрового сверхзвукового самолета-модели для исследовании в области аэродинамики сверхзвука (они, кстати, прояснили причину катастрофы БИ), а также стартового ускорителя многократного использования СУ-1500 для тяжелых бомбардировщиков. Эти работы закончились к 1948 году.



В то время страна крайне нуждалась в таком перспективном оружии обороны, как зенитные управляемые ракеты (ЗУР). Именно здесь, несмотря на прилагаемые усилия, не было никаких успехов: ни по самой ракете, ни по системе управления, ни по двигателю. Положение надо было срочно исправлять.

Видимо, поэтому, еще до того как И.В. Сталин в июне 1950 года принял решение о строительстве системы противовоздушной обороны Москвы, Д.Ф. Устинов, в те годы министр вооружений, пригласил Исаева в институт своего ведомства — НИИ-88 (теперь ЦНИИмаш) начальником 9-го отдела и главным конструктором ЗУР. Там уже работал начальником 3-го отдела и главным конструктором С. Королев.

Приглашение было принято, и Исаев с «костяком» своего КБ переместился из Химок в Калининград Московской области. За переездом последовало строительство испытательной базы, организация опытного цеха, обустройство помещений для конструкторов. Исаевцы получили в свое распоряжение двухэтажное ветхое здание, оставшееся еще с довоенных времен от КБ П.О. Сухого. Рядом — молодой сосновый лесок, где и развернулось интенсивное строительство испытательных стендов. Работа велась так быстро, что к моменту получения задания на разработку двигателя для ЗУР, главным конструктором которой был назначен С.А. Лавочкин, испытательные стенды были готовы.

Для ракеты требовался двигатель с тягой, регулируемой от 8 до 2,5 т. Решение задачи начали с попытки создать двигатель в однокамерном варианте, обещавшем наивысшие параметры для ракеты. Однако здесь впервые столкнулись с совершенно неизведанным тогда явлением — разрушением камер сгорания в первые секунды работы. Поначалу никакие конструктивные изменения не приводили к положительному результату. Потом стало понятно, что причиной взрывов являлась высокочастотная неустойчивость, присущая относительно большим камерам с высокими смесительными характеристиками. В то время задачу удалось решить путем перехода к четырехкамерному двигателю с тягой каждой 2 т. Ракета с ним прошла всесторонние испытания и была принята на вооружение в конце 1952 года. С тех пор долгие годы небо Москвы находилось под охраной ракет комплекса С-25 «Беркут», двигатели для которой разработал А.М. Исаев.



Однако проблему, с которой тогда столкнулось КБ, требовалось преодолеть. Исаев нашел решение путем введения в зону головки однокамерного восьмитонника «креста» — перегородок, разделяющих ее объем на четыре отсека. Прием оказался настолько эффективным, что впоследствии применялся во всех исаевских конструкциях.

Успех в создании такого двигателя немедленно вызвал интерес Королева. Он предложил разрабатывать баллистическую ракету, работающую на высококипящих компонентах, хранимую и транспортируемую в заправленном состоянии, будущею Р-11. А затем на ее основе — Р-11ФМ — первую советскую ракету морского базирования. Здесь, помимо однокамерного двигателя, к соплу которого непосредственно крепились газовые рули, была разработана облегченная система подачи компонентов, основанная на получении горячих газов для вытеснения окислителя и горючего из баков, нейтральных к соответствующему компоненту. Такая система, по сути дела, завершила все работы по вытеснительным системам подачи и дала неоценимый опыт для последующих, связанных с созданием полностью двухкомпонентных двигателей с турбонасосными системами подачи.

Быстрое освоение особенностей проектирования и испытаний быстроходных насосов и турбин позволило А. Исаеву объявить 1954 год — годом турбонасосных агрегатов (ТНА) и принять к разработке новые двигатели уже с ТНА: для второй ступени новой зенитной ракеты В-75 с подвижным наклонным стартом, а четырехкамерный — для первой (ускорительной) ступени межконтинентальной крылатой ракеты «Буря».



Следующий год он объявил годом замкнутых гидравлических систем регулирования. Причем успех в создании агрегатов регулирования позволил начать разработку новых двигателей для крылатых и баллистических ракет, у которых при регулировании тяги и различных воздействиях на ракету при ее полете сохранялись требуемые соотношения компонентов топлива.

Алексеи Михайлович всегда формулировал основополагающие положения — такова была его натура лидера. Наверное, поэтому он стал передавать накопленный опыт другим. Он инициировал создание ОКБ С. Косберга, появление тематики по ЖРД в ОКБ С. Туманского и С. Изотова, передал проектную и конструкторскую документацию по новым разработкам в ОКБ В. Глушко. Такой альтруизм и такая щедрость вызывают уважение.



Шли годы, росла квалификация сотрудников, и рос авторитет ОКБ Исаева. Сам он неизменно брал на себя руководство главными направлениями, выдвигал ключевые идеи. Так, он предложил запускать двигатель ракеты морского базирования непосредственно в шахте подводной лодки; его компоновочные решения позволили почти на 100 процентов использовать объем шахтного пространства. Это касалось и создания автономных двигательных установок для космических объектов.

Для Исаева и его ОКБ «пришествие» в космическую технику произошло в конце ноября 1958 года, когда Королев предложил разработать для пилотируемого спутника «Восток» тормозную двигательную установку (ТДУ). Она понадобилась, чтобы возвратить космонавта на Землю за счет уменьшения орбитальной скорости примерно на 150 м/с. Задача была исключительно ответственной и содержала множество неизвестных. Но предложение было принято, и менее чем через полтора года ТДУ была готова к полету и испытана на объекте 1КП (1-й конструкторский «пустой») в середине мая 1960 года. После этого ТДУ работала в космосе более 75 раз, включая исторические полеты Юрия Гагарина, Германа Титова и других наших космонавтов. И ни разу не было из-за нее каких-либо аварий. Тут надо сказать, что отработку ее провели всего-то на двенадцати ТДУ. В этом нашли воплощение идеи и методы многофункциональных испытаний, когда отработка комплексов ведется ступенчато: узлы, агрегаты, отдельные системы двигателей, двигатели, двигательные установки. Такой подход уже на стадии первых испытаний комплексов обеспечивал очень высокую исходную надежность — порядка 0,99.



Второй по времени и значимости «космической работой» исаевцев была корректирующая и тормозная двигательная установка (КТДУ) для посадки автоматической лунной станции. Лунная эпопея продолжалась три года с большими трудностями и завершился успехом лишь 3 февраля 1966 года уже после смерти Королева.

В шестидесятые годы ОКБ Исаева создало несколько поколений корректирующих двигательных установок (КДУ) космических аппаратов, предназначенных для полета к Марсу и Венере, новое поколение корректирующих, сближающих и тормозных двигательных установок (КС ТДУ) примененных на «Союзах», «Прогрессах», «Салютах», «Мире», МКС и межпланетных космических аппаратах «Луна», «Марс», «Венера», «Зонд». Он сделал бы еще больше, но умер, не прожив и 63 лет.



Источники:
Величко К. Алексей Михайлович Исаев // Земля и Вселенная. 1999. №2. С.38-43.
Петрик В., Пиунов В. ТДУ-1 А.М. Исаева — первая в мире космическая двигательная установка (к пятидесятилетию полёта Ю.А. Гагарина) // Двигатель. 2011. №1. С. 34-38.
Цетлин Ф. Творцы космической техники // Авиация и космонавтика. 1993. №9-10. С. 10-11.
Кузнецов В. Суровая реальность // Авиация и космонавтика. 2013. №4. С.19-20.
Конструктор Исаев. Документальный фильм. ЦСДФ (РЦСДФ). 1979.