CC BY
80
УДК 351.86+378.6
Б. К. Ковалев, Г. Н. Товарных
УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС В ЛАБОРАТОРИИ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ ДМИТРОВСКОГО ФИЛИАЛА МГТУ ИМ. Н.Э. БАУМАНА
Рассмотрена история создания учебной лаборатории ракетно-космической техники (Ц-1) Дмитровского филиала МГТУ им. Н.Э. Баумана, оснащения ее образцами ракетно-космической техники и развития в лаборатории учебного процесса.
E-mail: [email protected]
Ключевые слова: ракетно-космическая техника, баллистическая ракета, ракета-носитель, демонстрационный зал, подготовка специалистов.
Одной из причин, побудившей руководство МВТУ им. Н.Э. Баумана в 1960 г. обратиться к Правительству СССР с предложением о строительстве загородного учебно-экспериментального центра, была необходимость выведения из главного корпуса училища так называемого демонстрационного зала, принадлежащего кафедре ракетно-космической техники (М-1). Этот зал, располагавшийся на первом этаже северного крыла главного корпуса МВТУ им. Н.Э. Баумана, имел ограниченную площадь, низкие потолки. Главным экспонатом зала была одна из первых ракет — баллистическая ракета Р-2, полученная в свое время с помощью С.П.Королева. Пополнение зала новыми образцами ракетно-космической техники в таких условиях не представлялось возможным.
В апреле 1960 г. вышло распоряжение Правительства, разрешающее МВТУ им. Н.Э. Баумана строительство учебно-экспериментального центра (УЭЦ). Кафедра М-1 подготовила техническое задание на проектирование помещений лаборатории, которая получила название "Лаборатория ракетно-космической техники" (Ц-1). Предполагалось, что лаборатория будет располагаться в трехэтажном здании. На первом этаже — демонстрационный зал, а на втором и третьем — учебные аудитории и бытовые помещения. Зал будет представлять собой двух-пролетное помещение заводского типа с подкрановыми путями площадью около 1500 м2 для размещения образцов ракетно-космической техники.
К 1965 г. строители подготовили к сдаче в эксплуатацию первую очередь объектов. В феврале этого же года приказом ректора № 22/У в УЭЦ были организованы первые шесть лабораторий, в том числе и лаборатория Ц-1, и назначены научные руководители лабораторий. Научным руководителем лаборатории Ц-1 был назначен доцент кафедры М-1 Б.К.Ковалев.
Время укомплектования лаборатории совпало с периодом бурного развития ракетно-космической техники в стране. Правительство стимулировало конкурентную борьбу среди конструкторских бюро, поручая им разработку нескольких вариантов ракет с одинаковыми тактико-техническими характеристиками. Это способствовало расширению круга организаций, вовлеченных в производство ракетной техники, улучшению ее качества и давало возможность получать для лаборатории в учебных целях современные для того времени образцы ракетной техники.
Используя авторитет МВТУ им. Н.Э. Баумана, широкую известность в ракетно-космической отрасли заведующего кафедрой М-1 В.И. Феодосьева, а также благоприятную в то время политику государства, позволяющую организациям безвозмездно передавать учебным заведениям образцы современной техники, в лаборатории удалось собрать уникальную экспозицию ракетно-космической техники, разработанной практически всеми конструкторскими бюро, занимающимися ее созданием. Своими силами образцы в нужных местах были препарированы. Подготовлены описания и альбомы конструкций для проведения учебного процесса.
К сожалению, при проектировании УЭЦ не были предусмотрены помещения для лабораторий кафедр военной подготовки студентов. Когда строительство корпуса было закончено, ректорат решил передать кафедрам военной подготовки один из пролетов демонстрационного зала. Недостаток помещений не позволил нам в свое время получить (а такая возможность была) из НПО им. С.А. Лавочкина образец межконтинентальной крылатой ракеты "Буря", ностальгический фильм о которой из серии "Тайны забытых побед" систематически демонстрируют по телевидению. По этой же причине не получили из РКК "Энергия" кабину-тренажер МКК "Буран".
Из образцов РКТ, разработанных в КБ С.П.Королева, в лаборатории, в частности, представлены: ракеты Р-2 и Р-5; основной блок ракеты Р-7 с контрольно-испытательной станцией (ракета установлена на пакетировщике, разработанном в КБ В.П.Бармина); модификация первой отечественной межконтинентальной баллистической ракеты (МБР) на твердом топливе 8К-95; уникальные элементы несостоявшейся советской лунной экспедиции (спускаемый аппарат корабля "Зонд-5" и "Лунный модуль"); пилотируемые космические корабли "Восток" и "Союз".
В лаборатории имеются образцы РКТ, разработанные в КБ В.Н. Че-ломея: родоначальница всех баллистических ракет, созданных в этом КБ, - ракета 8К-81 (УР-200); знаменитая ракета 8К-84 (УР-100), которая в течение долгого времени являлась основой стратегических сил страны.
Из образцов ракетной техники, разработанных в КБ А.Д. Надирадзе, в лаборатории представлены образцы баллистических ракет средней дальности: ракеты на баллиститном и смесевом твердых топливах "Темп" (9М-71) и "Темп-С" (9М-76); уникальный образец войсковой ракеты с прямоточным двигателем, работающем на твердом топливе, "Грач" (ПР-90).
В лаборатории представлены образцы ракетной техники, разработанные в КБ "Южное" (главный конструктор М.К.Янгель) — МБР 8К-66; в КБ имени академика В.П. Макеева — ракета оперативно-тактического назначения Р-11 и баллистическая ракета подводных лодок Р-27.
Некоторые из экспонатов демонстрационного зала заслуживают того, чтобы о них кое-что рассказать подробнее.
Первая в мире межконтинентальная ракета Р-7 — она же первая в мире ракета-носитель, эксплуатируется с 1957 г.
Многоступенчатая ракета была выполнена по комбинированной схеме. Первой ступенью ракеты является "пакет", состоящий из центрального и четырех боковых блоков. Он практически не менялся во всех многочисленных модификациях ракеты. Остальные ступени подсоединены по схеме "тандем". В чем причина беспримерного долголетия ракеты Р-7 в такой быстроразвивающейся отрасли, как ракетно-космическая? В первую очередь, — в удачной конструктивно-компоновочной схеме. Пакетная схема первой ступени в наилучшей степени позволяет реализовать идею многоступенчатых ракет: до конца полета на активном участке траектории освободиться от ненужных для дальнейшего полета крупных ракетных блоков, например, после выгорания топлива от конструкции боковых блоков. Схема "пакет" замечательна еще и тем, что все двигатели включаются на старте и с момента отрыва ракеты от стартового стола у них нет балластных блоков. Все пять блоков работают, и нет необходимости поднимать тяжелый блок на какую-то высоту, чтобы он там начал работать, как это имеет место в схеме "тандем". Во время отделения боковых блоков двигатели центрального блока продолжают работать и опасного для жидкостных ракет состояния невесомости не наступает. При разделении центрального блока и третьей ступени (блока И) в этих целях используется так называемый "горячий" способ деления. При этом двигатели центрального блока продолжают некоторое время работу, создавая осевую перегрузку, после включения двигателей третьей ступени.
Оригинальная подвеска ракеты на стартовом сооружении также наиболее полно реализует один из основных принципов, которым руководствуются при создании стартовых сооружений, — ракета не должна утяжеляться из-за нагрузок, связанных с ее нахождением на стартовом сооружении или с транспортировкой. Подвеска ракеты за силовой
пояс центрального блока на откидывающихся при старте фермах разгружает нижнюю часть блоков при нахождении ракеты на стартовом сооружении, а передача усилий от боковых блоков на центральный через этот же силовой пояс разгружает нижнюю часть центрального блока в полете.
Единственным добавлением к "пакету" ракеты Р-7 в экспозиции представлен так называемый блок Л. Блок Л — четвертая ступень модификации ракеты Р-7 — ракеты-носителя "Молния" ("пакет" + блок И + блок Л). Это первый в мире разгонный блок, предназначенный для перевода полезного груза с промежуточной орбиты с высотой перигея 200.. .250 км и с высотой апогея 400.. .700 км, на которую он выводится тремя первыми ступенями ракеты-носителя, на отлетную траекторию. Для запуска жидкостного двигателя блока Л в невесомости к блоку примыкает ферма, на которой укреплены три ракетных двигателя на твердом топливе (РДТТ) блока обеспечения запуска.
В демонстрационном зале собраны уникальные экспонаты разработки КБ С.П. Королева и КБ А.Д. Надирадзе, иллюстрирующие развитие конструкции баллистических твердотопливных ракет на первых этапах их создания. В конце 1950-х гг. страна располагала только так называемым баллиститным твердым топливом с низкими энергетическими характеристиками и с технологией изготовления, не позволяющей делать заряды диаметром более 600 мм. Параллельно с работами по созданию новых смесевых твердых топлив для накопления опыта создавались баллистические ракеты на баллиститном топливе. Для того чтобы обеспечить необходимую тяговооруженность, приходилось каждую ступень делать из нескольких параллельно работающих двигателей. Так были созданы и прошли летные испытания ракета 8К-95, спроектированная в КБ С.П.Королева, и 9М-71 ("Темп"), спроектированная в КБ А.Д. Надирадзе.
По мере отработки моноблочных РДТТ на сме севом топливе нужной тяги конструкторы заменяли пакеты двигателей на этих ракетах на моноблоки. Так родились первая в стране МБР на твердом топливе 8К-98 (РТ-2) и оперативно-тактическая ракета 9М-76 ("Темп С").
В лаборатории находятся уникальные элементы несостоявшейся советской лунной экспедиции Н1-Л3: спускаемый аппарат от корабля "Зонд-5", который впервые в мире облетел Луну, имея на борту живых существ (черепах), и вернулся на Землю (1968); лунный корабль, предназначенный для транспортировки с окололунной орбиты на Луну и для возвращения обратно с Луны на орбитальный корабль одного космонавта.
О реализации программы Н1-Л3, предусматривающей доставку двух космонавтов на орбиту спутника Луны, высадку одного из них на поверхность Луны и последующее возвращение обоих на Землю,
осталось очень мало вещественных доказательств. Программа выполнялась в 1963-1973 гг. в глубокой тайне и была доведена до летно-конструкторских испытаний ракеты-носителя Н-1. После первых четырех неудачных запусков ракеты в ней были устранены все замечания и реализованы все мероприятия по обеспечению живучести ракеты, вытекающие из анализа предыдущих полетов. К пятому пуску, намеченному на IV квартал 1974 г., были модернизированы и прошли все виды наземных испытаний многоресурсные ЖРД НК-33 и НК-43. Двигатели были установлены на ракету без переборки после стендовых огневых испытаний. Но пятый пуск не состоялся. В декабре 1972 г. США закончили лунную программу полетом корабля "Апполон-17", и политический интерес к программе у советских руководителей пропал. Производственный задел ракетных блоков, все оборудование технического, стартового и измерительного комплексов было списано и уничтожено. Удалось сохранить 96 ЖРД семейства Н-33, некоторые элементы лунного орбитального комплекса и три экземпляра лунного корабля, один из которых находится в экспозиции лаборатории.
Единственным утешением от всей этой гигантской работы и огромных затрат является накопленный опыт, который в полной мере был использован при создании МТКС "Энергия - Буран", а также уникальные двигатели семейства НК-33, непревзойденные до наших дней по своим основным характеристикам.
Большую помощь в получении образцов ракетно-космической техники, в предоставлении исторических фотоматериалов и в художественном оформлении зала оказала организация, которая сейчас называется РКК "Энергия" им. С.П. Королева. Созданию экспозиции помогало сотрудничество с гражданскими и военными учебными вузами ракетно-космического профиля.
Образцы ракетно-космической техники в лаборатории являются не музейными экспонатами, а лабораторным оборудованием, приспособленным для учебных занятий, оборудованием, на котором строится учебный процесс для студентов соответствующих специальностей.
Все образцы, находящиеся в демонстрационном зале, имеют в настоящее время открытый статус. Это дало возможность не только использовать зал для обучения студентов соответствующих специальностей университета, но и знакомить с этой техникой школьников профильных школ и лицеев, участников программ "Космонавтика" и "Шаг в будущее", что, естественно, способствует профессиональной ориентации будущих абитуриентов университета.
Лаборатория в современном ее виде не могла бы быть создана без инициативного и упорного труда ее сотрудников.
Общей планировкой корпуса лаборатории и размещением в нем еще предполагаемой техники занимался в то время молодой инженер,
а в настоящее — канд. техн. наук, заведующий сектором НИИ СМ МГТУ им. Н.Э. Баумана И.М. Колосков.
В 1966 г. после окончания МВТУ им. Н.Э. Баумана на работу в лабораторию был распределен Н.И. Попков. Оснащение лаборатории и организация в ней учебного процесса стали главным делом его жизни. Инженерное образование, природная смекалка и умелые руки позволили разместить, препарировать и задействовать многие образцы РКТ в лаборатории.
С 1970 г. лабораторией руководил В.И. Юдинцев — прекрасный организатор и инженер. Ветераном лаборатории является В.А. Ломоносова. Много сделали для лаборатории В.Н. Киреев, К.А. Санец, В.Н. Родин и В.А. Фуфаев.
В настоящее время лабораторией руководит Г.Г. Кулиш. За сравнительно короткий срок пребывания в этой должности он внес заметный вклад в улучшение работы лаборатории. Учебно-методической работой, подготовкой учебных пособий, организацией учебного процесса и проведением занятий со студентами в лаборатории с 1978 г. успешно занимается канд. техн. наук, доцент кафедры СМ-1 Г.Н. Товарных.
Учебные занятия со студентами проводятся в лаборатории с 1967 г. в форме лабораторных работ, производственных практик, курсового и дипломного проектирования. Первые годы занятия обеспечивались силами преподавателей кафедры М-1. Были подготовлены учебные пособия и методическая литература по всем имеющимся образцам ракетно-космической техники. Большой объем работы в этом направлении выполнен профессором Г.Б. Синяревым, доцентами Б.К. Ковалевым, В.В. Трофимовым, В.Ф. Разумеевым, А.А. Смердовым, старшими преподавателями Н.И. Попковым и Б.Г. Кулешовым. Учебные занятия проводились преподавателями кафедры: Н.И. Попковым, Б.Г. Кулешовым, В.В.Трофимовым, Н.М.Генераловым, В.Е.Медведевым, а также совместителями — В.Н. Зиминым, С.В. Резником, Б.Г. Поповым. Следует отметить, что эпизодически к проведению учебных занятий в лаборатории привлекались практически все преподаватели и аспиранты кафедры. С середины 1970-х гг. к учебным занятиям стали привлекаться научные сотрудники НИИ ПМ МГТУ им. Н.Э. Баумана, проживающие в г. Дмитрове и пос. Орево. Можно отметить активную многолетнюю работу А.Н. Еремичева и А.В. Титова.
В настоящее время объем учебной работы составляет 1100-1200 ч в год. Занятия проводятся главным образом в форме лекций и учебно-ознакомительных практик. Выездные лекции по кафедральным дисциплинам читаются преподавателями кафедры СМ-1 Н.Н.Генераловым, В.Е. Мешковским, К.П. Баслыком, О.С. Волчек. Основной объем учебно-ознакомительных практик проводится преподавателями Г.Н. Товарных, Г.Г. Кулишом и С.В. Цветковым.
Студенты выезжают в Дмитровский филиал (ДФ) МГТУ им. Н.Э. Баумана на три-четыре дня с проживанием в общежитии. Та-
кой режим работы позволяет улучшить усвоение полученных знаний. Занятия проводятся в соответствии с учебным планом и расписанием со студентами кафедр СМ-1, СМ-3, СМ-7, СМ-8, СМ-12, СМ-13, РКТ-2, РКТ-4 по курсам: "Основы устройства летательных аппаратов", "Основы ракетно-космической техники", "Двигательные установки летательных аппаратов", "Конструирование и прочность летательных аппаратов", "Проектирование и конструирование изделий". Проезд и проживание студентов в ДФ МГТУ им. Н.Э. Баумана оплачиваются университетом.
Большая работа проводится по обновлению старых и подготовке новых учебных пособий. С 2000 по 2010 г. было издано 10 учебных пособий. Благодаря активной помощи начальника учебного управления МГТУ им.Н.Э.Баумана В.И.Авдеевой и директора ДФ МГТУ им.Н.Э.Баумана А.Г.Лескова удалось обновить мебель в аудиториях лаборатории и оборудовать компьютерный класс (см. 4-ю полосу обложки журнала). Наличие такого класса с выходом в Интернет позволит в будущем проводить занятия в режиме удаленного доступа не только для студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана, но и для студентов и учащихся средних школ других регионов страны. Компьютерный класс дает возможность проводить лабораторные работы, связанные с анализом конструктивно-компоновочных схем ракет и оценкой оптимальности их основных проектных параметров.
Лаборатория располагает видеопроекционной аппаратурой и ви-деотекой на DVD с более чем тридцатью фильмами по ракетно-космической тематике. Видеофильмы позволяют дополнять изучение материальной части демонстрацией на экране процессов ее производства и эксплуатации.
Сотрудники лаборатории ведут активную работу по профориентации школьников. Регулярно организуются экскурсии и лекции для школьников Москвы, Дмитровского и других районов Московской области. В лаборатории регулярно проводятся конференции по космонавтике и летние лагеря для школьников.
За успешную работу по пропаганде достижений отечественной космонавтики в 1989 г. лаборатория была награждена дипломом Федерации космонавтики СССР, а сотрудники лаборатории - сертификатами Российского космического агентства.
За все годы работы лаборатории не было случаев срыва учебных занятий со студентами. В этом большая заслуга сотрудников лаборатории: Г.Г.Кулиша, В.И. Юдинцева, В.А.Ломоносовой и Н.А. Товарных. В настоящее время преподавателями кафедры и сотрудниками лаборатории готовятся новые учебные пособия, идут поиски новых форм работы со студентами с использованием ПЭВМ и Интернета.
Статья поступила в редакцию 15.04.2011
