Валентин Глушко и его двигатели: история успеха длиной в 60 лет

У советской космонавтики было много отцов. Константина Циолковского справедливо считают основоположником самой мысли о полете человека в космическое пространство применительно к современным ему технологиям, Сергея Королёва превозносят за инженерный гений и организаторские способности.

Валентина Глушко часто называют «основоположником отечественного двигателестроения». С чем точно не получится поспорить, так это с тем, что Валентин Петрович действительно стоял у истоков этого инженерного направления. Его профессиональный путь начался в эру кустарных стендовых двигателей размером с ладонь. Пиком же карьеры Глушко стало руководство ядром отечественной космической программы и создание, вероятно, самого технически продвинутого ракетного двигателя за всю историю нашей страны.

Сегодня мы вспоминаем профессиональный путь Валентина Петровича Глушко – от первых набросков и стендовых двигателей до ракеты-носителя «Энергия».

Как все начиналось. Время ОРМ

Валентин Петрович Глушко родился 2 сентября 1908 года в Одессе в семье госслужащего. Обучался музыке, имел способности к иностранным языкам. В 17 лет, после окончания профтехшколы в Одессе, Валентин Глушко поступил в Ленинградский государственный университет на физмат.

Задолго до этого, еще в возрасте 15 лет, Глушко увлекся теорией ракетостроения. Ознакомившись с работами Константина Циолковского, в какой-то момент он просто взял да и написал Константину Эдуардовичу письмо с просьбой выслать другие его работы. В итоге получилась интереснейшая переписка между подростком из Одессы и великим ученым-теоретиком. Сегодня эти письма хранятся в архиве РАН.

Неудивительно, что незадолго до окончания университета, 15 мая 1929 года, Валентин Глушко был зачислен в штат Газодинамической лаборатории (ГДЛ) в Ленинграде. ГДЛ была больше кружком по интересам, чем полноценным НИИ, но тем не менее располагала восемью филиалами по Ленинграду, а ее головное отделение находилось… в Петропавловской крепости.

Первым двигателем, созданным Глушко как членом ГДЛ, стал ОРМ-1 (опытный ракетный мотор). В нем есть пара необычных черт – помимо системы подачи кислорода и керосина в камере сгорания есть датчик давления, а у самого двигателя цилиндрическое сопло вместо привычного нам сегодня конического.

Также важной наработкой стал двигатель ОРМ-52 (1933), на котором Глушко впервые применил центрифугу для «раскручивания» керосина перед подачей в камеру сгорания. Такая схема позволяла керосину создать пленку на внешней стороне центрифуги и более равномерно распределяться по трубкам, ведущим в камеру сгорания.

В 1935 году Валентин Глушко опубликовал работу, которую можно считать его программным трудом – «Ракеты, их устройство и применение». Глушко подробно останавливался в ней не только на устройстве реактивного двигателя как такового, но и на коренном вопросе выбора горючего и окислителя, отдавая предпочтение токсичным высококипящим компонентам топлива. Уже тогда Валентин Глушко начинал экспериментировать с азотной кислотой в качестве окислителя, что потом нашло отражение в его двигателе ОРМ-65. К тому моменту московская Группа изучения реактивного движения (ГИРД) и ленинградская ГДЛ были объединены в единый Реактивный НИИ – вчерашние энтузиасты получили финансирование и четкий заказ от государства.

Впрочем, уже в 1938 году Реактивный НИИ был разгромлен. Сергея Королёва и Валентина Глушко арестовали, их коллег, руководителей института Георгия Лангемака и Ивана Клеймёнова, в итоге ликвидировали. Объективных причин ареста можно выделить две, и первая из них – маршал Михаил Тухачевский. Именно советский военачальник, отвечавший в первой половине 1930-х за модернизацию советских вооруженных сил, в сентябре 1933 года дал объединенному РНИИ «зеленый свет». После раскрытия заговора маршала против руководства страны все, кто находился под его покровительством, также оказались под подозрением. Также Королёву и Глушко вменяли нецелевое расходование средств и срыв сроков разработки новых двигателей. Однако на самой заре отрасли, да еще и в условиях жесткой внутренней конкуренции, с ходу выбрать правильное технологическое направление и перейти от небольших стендовых двигателей к рабочим экземплярам было нереальной задачей.

На момент ареста у Валентина Глушко уже были на руках наработки по двигателю ОРМ-65 с тягой в 70-175 кгс. Этот двигатель предназначался для прототипов реактивных самолетов, а также для ракет-снарядов. Глушко повезло больше, чем Королёву – если последнего поначалу отправили в трудовой лагерь, то Глушко дали возможность работать в «шаражке» в статусе осужденного. Это позволило в 1939-40 годах провести реальные испытания ОРМ-65.

28 февраля 1940 года самолет-буксировщик П-5 поднял на высоту в 2,5 километра первый советский ракетоплан – РП-318-1, после чего тот, отделившись, совершил ряд маневров с использованием реактивного двигателя и успешно приземлился на взлетно-посадочную полосу. Полет на жидкостном реактивном двигателе был осуществлен впервые в истории СССР.

Уже во время войны, работая на авиазаводе в Казани, Валентин Петрович развил наработки по ОРМ, создав авиационные реактивные ускорители серии РД-1 и РД-2, которые, в отличие от более ранних прототипов, пошли в массовое производство.

Послевоенные годы: на пути к РД

По окончании Второй мировой войны в Европе Глушко незамедлительно выехал в Германию в составе группы советских ученых для исследования немецких трофейных ракет ФАУ-2 (V-2). После войны советское руководство начало снова воссоздавать структуру разработки и производства ракетных двигателей, и уже в 1946 году Валентин Петрович Глушко стал главным конструктором собственного конструкторского бюро – ОКБ-456, по номеру переведенного из Казани в Химки авиазавода. В том же 1946 году в подмосковном Калининграде (ныне Королёв) было создано НИИ-88, один из отделов которого в будущем стал ОКБ-1 Сергея Павловича Королёва. Глушко и Королёв должны были работать вместе над первыми советскими ракетами-носителями. В последующие годы Глушко создал для Королёва двигатели РД-100, РД-101, РД-103М. Последний, работая на топливе с 92% содержанием этанола, имел тягу в 44 тс и устанавливался на военную ракету Р-5, в 1950-х составлявшую основу советского ударного ядерного арсенала.

Однако более массовым детищем ОКБ-456 стали двигатели РД-107/108, поднявшие в воздух первые ракеты семейства Р-7.

Двигатель РД-107/108 – самый массовый ракетный двигатель в истории. Учитывая, что к осени 2025 года было произведено более 2000 запусков ракет-носителей семейства Р-7, нетрудно подсчитать, что «РДшек» было использовано уже более 11000 единиц – по 5 на каждую ракету – от носителя первых спутников до «Союзов». Главное отличие РД-107 от РД-108 – количество рулевых камер сгорания. РД-107 располагался и располагается по сей день на четырех боковых блоках ракеты-носителя и имеет две рулевые камеры на каждом из четырех двигателей. РД-108 же находится на второй ступени и своими четырьмя рулевыми камерами обеспечивает ее маневренность.

Высококипящая дискуссия

Несмотря на, по сути, совместно созданную ракету Р-7, между Валентином Глушко и Сергеем Королёвым начала нарастать напряженность. В 1960-м перед коллективом конструкторов была поставлена задача по разработке сверхтяжелой ракеты-носителя. Сергей Королёв уже тогда имел на руках первые наброски будущей ракеты Н-1 – колоссальной керосин-кислородной ракеты, предназначенной для дальних космических миссий. Валентин Глушко – отчасти в силу профессиональной специфики, отчасти в силу объективной необходимости – продвигал использование неклассических топливных компонентов – несимметричного диметилгидразина (НДМГ, он же гептил) и тетраоксида азота. В итоге Глушко наотрез отказался делать новые двигатели для ракет Сергея Королёва – новым заказчиком двигателей Глушко стало ОКБ-52 (ныне – НПО «Машиностроение») Владимира Челомея из подмосковного Реутова, а также КБ «Южное» Михаила Янгеля в Днепропетровске (ныне – Днепр). По заказу последнего, в частности, был создан двигатель РД-119 – один из первых серийных двигателей на гептиле в карьере Глушко.

ОКБ Челомея на тот момент фактически приступило к развитию своей серии ракет-носителей и космических аппаратов параллельно с ОКБ-1 Королёва. В 1965 году свой первый полет совершила ракета-носитель «Протон», имевшая на первой ступени шесть новейших двигателей РД-253, работавших на гептиле и тетраоксиде азота. Так разошлись пути Королёва и Глушко – Сергей Павлович обратился за новыми двигателями к Николаю Кузнецову, авиаконструктору, прежде не занимавшемуся ракетными двигателями, но в итоге разработавшему отличную линейку керосин-кислородных двигателей НК, впоследствии пошедших на экспорт. Глушко же занялся двигателями для челомеевской линейки ракет-носителей «Протон» и военными заказами. «Помириться» Глушко и Королёву так и не довелось – в январе 1966 года Сергей Павлович ушел из жизни.

Прошло восемь лет. За это время США успели опередить СССР в лунной гонке, первыми сначала создав сверхтяжелую РН «Сатурн-5», а затем одну за одной высадив на Луне шесть пилотируемых миссий. Ряд проектов откровенно буксовал, советская космическая программа не справлялась с возлагаемыми на нее задачами. На этом фоне в 1974 году Валентин Глушко получил в распоряжение не только собственное ОКБ (с того же года – НПО «Энергомаш»), но и детище Сергея Павловича Королёва – ОКБ-1, преобразованное в НПО «Энергия». Валентин Глушко встал во главе ключевых предприятий советской космической программы. Именно на этой позиции ему была уготована судьба создать легендарнейшую ракету за всю историю нашей страны.

«Энергия» и РД-170: опережая время

12 апреля 1981 года, в 20-летнюю годовщину космического полета Юрия Гагарина, состоялся первый орбитальный полет американского многоразового космического корабля «Колумбия», разработанного в рамках программы Space Shuttle. В СССР к тому моменту полным ходом шла разработка своего многоразового орбитального ракетоплана «Буран», равно как и средства его вывода на орбиту. В отличие от американского «Шаттла», «Буран» должен был выводиться в космос с использованием лишь мощи ракеты-носителя, не имея внешнего топливного запаса.

В рамках программы «Энергия»-«Буран» Валентин Глушко приступил к созданию того, что так и не было создано в 1960-х – сверхтяжелой ракеты-носителя для вывода полезной нагрузки до 100 тонн на околоземную орбиту, либо меньших нагрузок к дальним планетам и спутникам – Луне, Венере и Марсу. Получившаяся в результате работы 1200 предприятий ракета-носитель использовала в качестве горючего, что характерно, не гептил или иной высококипящий компонент, а керосин и жидкий водород (но в разных двигателях разных ступеней). Сердцем же РН «Энергия» стал двигатель РД-170 на керосине и жидком кислороде – opus magnum Валентина Глушко.

Четыре камеры сгорания, четыре сопла, два газогенератора, возможность маневрирования, турбина мощностью более 250 тысяч лошадиных сил, или 192 мегаватта – примерно столько энергии потребляет небольшой 30-тысячный город за сутки. Двигатель впервые в истории СССР предполагал многоразовость: на нем были заменяемые ампулы с пусковой смесью на основе алюминия, а сам двигатель мог сбрасываться с ракеты-носителя для посадки на парашютной системе. Правда, ни одного такого «прыжка» отработавшего двигателя так и не было выполнено. «Энергия» совершила лишь два полета, один из которых – 15 ноября 1988 года – с «Бураном» в качестве полезной нагрузки.

РД-170 стал вершиной советского двигателестроения. Уже в рыночную эпоху, когда программа «Энергия»-«Буран» оказалась заморожена, двигатели снискали большой коммерческий успех – из глушковской системы с четырьмя соплами и двумя газогенераторами можно было сделать все то же самое, но уже с двумя камерами, и все равно обладающее большой мощностью и высокой надежностью. Так появились РД-180 и РД-181. В 1996 году НПО «Энергомаш» заключило контракт с американским концерном Lockheed Martin на поставку более сотни этих двигателей. Всего до 2021 года завод в Химках отправил в США 122 двигателя РД-180 и РД-181 стоимостью в среднем в $10-12 млн каждый. Они применялись на ракетах «Атлас-5» – как для запуска спутников на околоземную орбиту, так и для автоматических межпланетных миссий: миссия к Плутону «Новые горизонты» (2006), аппараты для исследования Солнца «Solar Dynamics Observatory» (2010) и «Solar Orbiter» (2020).

Впрочем, сам Валентин Петрович Глушко не увидел международного коммерческого успеха своего двигателя. Он ушел из жизни 10 января 1989 года, на 81-м году жизни. Если бы мы писали здесь о поп-звезде, мы бы использовали выражение «Ушел на пике». Валентин Петрович увидел успешный полет своего величайшего творения, пройдя долгий и жесткий путь с взлетами и падениями, и в итоге преуспев как гражданин своей страны и как гениальный инженер и организатор.

Изображение (фото): Валентина Терешкова и Валентин Глушко, museumgagarin.ru

Исторические события:

• Полёт Ю. Гагарина в космос 12.04.1961.

Участники событий и другие указанные лица:

• Гагарин Юрий Алексеевич, лётчик-космонавт СССР, первый человек в мировой истории, совершивший полёт в космическое пространство;
• Глушко Валентин Петрович, советский инженер и учёный в области ракетно-космической техники, главный конструктор космических систем, академик АН СССР, лауреат Ленинской премии, дважды лауреат Государственной премии СССР, дважды Герой Социалистического Труда;
• Клеймёнов Иван Терентьевич, один из организаторов и руководителей разработок ракетной техники в СССР, военинженер 1 ранга, Герой Социалистического труда, арестован НКВД и расстрелян, после смерти Сталина посмертно реабилитирован;
• Королёв Сергей Павлович, советский учёный, конструктор, создатель советской ракетно-космической техники, основатель практической космонавтики, одна из ключевых фигур в освоении человеком космоса;
• Кузнецов Николай Дмитриевич, советский генеральный конструктор авиационных и ракетных двигателей;
• Лангемак Георгий Эрихович, советский учёный, один из пионеров ракетной техники и реактивных снарядов, военинженер 1 ранга, Герой Социалистического Труда, создатель "Катюши", арестован по ложному обвинению, расстрелян, посмертно реабилитирован;
• Тухачевский Михаил Николаевич, советский военный деятель, военачальник РККА, маршал Советского Союза, расстрелян в 1937, реабилитирован в 1957 году;
• Циолковский Константин Эдуардович, русский и советский учёный-самоучка, разрабатывавший теоретические вопросы космонавтики, занимавшийся философскими проблемами освоения космоса, положивший начало разработкам ракетной техники;
• Челомей Владимир Николаевич, советский конструктор ракетно-космической техники и учёный в области механики и процессов управления, организатор науки, педагог высшей школы;
• Янгель Михаил Кузьмич, советский конструктор ракетно-космических комплексов, академик.