103160, г.Москва, ул. Профсоюзная, д.84/328(499)794-83-06

Воспоминания полковника Глотина Дмитрия Понкратьевича о работе по обеспечению надежности космической техники

24.09.2012

    Проблема надёжности ракетно-космической техники в наши дни значительно обострилась. Имеет смысл узнать, как она решалась на заре становления отечественной космонавтики, какую роль в её решении играли военные структуры и, в первую очередь военные представительства на предприятиях оборонной промышленности. Этому и посвящён публикуемый ниже материал из воспоминаний полковника Глотина Дмитрия Понкратьевича – выпускника Военной академии им. Ф.Э. Дзержинского (ныне – имени Петра Великого), участника первых запусков советских космических аппаратов  с ракетных полигонов  Капустин Яр, Байконур, Плесецк, десять лет про- работавшего военным представителем на Куйбышевском заводе  №1 (ныне – завод «Прогресс» в городе Самаре). В настоящее время Дмитрий Понкратьевич как  заместитель председателя Пермской региональной организации ветеранов космоса ведёт активную общественную деятельность.

        В ЧЁМ ПРОБЛЕМА НАДЁЖНОСТИ
    «К середине 1960 года базовая для космоса ракета-носитель 8К71 (Р-7) прошла трудный путь. Её лётно-конструкторские испытания (ЛКИ) на полигоне Байконур проходили в три этапа. На первом этапе было запущено пять ракет, изготовленных на опытном заводе № 88 (г.Калининград, ныне – г. Королёв) из пяти запусков успешных было всего два. На втором этапе было запущено шесть ракет, из них успешных пусков было 4. На третьем этапе всего было запущено 16 ракет, причём 8 из них, изготовленных на опытном заводе № 88, а остальные 8 на серийном заводе № 1 (далее – завод «Прогресс»). Из 16 пусков 12 были успешными, два – аварийные, два  – частично успешными. Один пуск был отменён. Кроме того, аварийными были пуски ракет-носителей: третьего искусственного спутника земли, космического аппарата Луна -14, двух из семи беспилотных космических аппаратов «Восток».
    С 22 декабря 1959 года по 7 июля 1960 года на полигоне Байконур проводились лётно-конструкторские испытания ракеты 8К74, изготовленных заводом «Прогресс». Из девяти ракет, прошедших ЛКИ, успешно стартовало восемь. Таким образом, общий подсчёт проведённых лётных испытаний ракет опытного завода № 88 показал, что 50%  пусков  имели аварийный результат. В тоже время из 17 ракет 8К71 и 8К74, изготовленных  заводом «Прогресс», аварийные результаты имели всего 10 %.
    В этой связи возникает вопрос: почему такая большая разница в обеспечении надёжности ракет, изготовленных в условиях опытного и серийного производства? Попытаемся ответить на него несколько позже. А пока проанализируем уровень надёжности космической техники на реальных примерах.  
    В 1960 году из пяти пусков беспилотных космических кораблей «Восток» был успешным только один, когда космическое пространство покоряли дворняжки Белка и Стрелка, да и то Белка, начиная с четвёртого витка на космической орбите до посадки в заданном районе, чувствовала себя плохо. При запуске беспилотных кораблей «Восток» два аварийных результата были по причине отказа в работе ракеты-носителя, а два других – по причине отказа в полёте беспилотного корабля «Восток».
    От пуска второго искусственного спутника земли в 1957 году мало удалось получить сведений о воздействии на живой организм невесомости, так как собака Лайка погибла на первых витках своего орбитального полёта. Чтобы осуществить  полёт первого человека в космос, перед С.П. Королёвым стояла задача, поставленная Правительством страны и Советом Главных Конструкторов – осуществить два подряд успешных запуска беспилотных космических кораблей с манекеном и животными на орбите. Эта задача была выполнена только в марте 1961 года.
    Однако, и после того, как слетал в космос Ю.А. Гагарин,при лётных испытаниях и боевой эксплуатации космических аппаратов фоторазведки выявились аварийные дефекты, которые не позволили выполнить заданную программу, а подобный отказ на пилотируемом космическом корабле мог бы привести к гибели космонавта. В этих случаях мне как военному представителю приходилось останавливать военную приёмку и испытания техники на полигонах. В ОКБ-1 в таких случаях принимали меры по устранению выявленных дефектов на пилотируемых космических аппаратах. Приведу несколько примеров.
    Первые 13 космических аппаратов фоторазведки «Зенит-2» для ЛКИ изготавливались на опытном заводе № 88 в г. Калининграде Московской области, все последующие с 14 по 81 изготавливались на заводе «Прогресс». 29 апреля 1962 года в полёте космического аппарата «Зенит-2» ( «Космос-4») произошёл отказ клапана дренажа шаровых баллонов и, как следствие, это вызвало отказ системы ориентации. Такой отказ мог произойти при полёте пилотируемого КА, и последствия предсказать было невозможно.
    20 октября 1964 года в полёте КА «Зенит-2» («Космос-48») произошёл отказ системы термостатирования из-за применения смазки подшипников жалюзи системы ТВР, не работоспособной в условиях космического холода. Эти жалюзи на приборном отсеке заклинило. Температура в спускаемом аппарате поднялась до плюс 43° С. Программа не была выполнена. Если бы это случилось на пилотируемом космическом корабле, то космонавты могли погибнуть. После этого полёта пришлось существующую смазку заменять на другую – наиболее холодостойкую.
    15 мая 1965 года при посадке космического корабля «Зенит-2» («Космос-66») разбился спускаемый аппарат  из-за того, что не произошла отцепка тормозного парашюта: из-за отказа пиротехники или из-за не прохождения электрического питания на подрыв пиропатрона. Причина однозначно не была установлена. Если бы подобный отказ произошёл на пилотируемом корабле, космонавты бы погибли. Как правило, ОКБ-1 в подобных случаях для повышения надёжности имело практику вводить в электрические схемы КА дублирующие цепи подрыва пиропатронов или срабатывания реле и т.д.
                         КАК ОБЕСПЕЧИВАЛАСЬ НАДЁЖНОСТЬ
    Попытаюсь объяснить, почему с 1957 года по 1960 год возникла большая разница в обеспечении надёжности ракет и ракет-носителей, изготовленных в условиях опытного и серийного производства.
    Ещё до полёта Ю.А. Гагарина в космос в ОКБ-1 было разработано «Положение ЗКА», затем после полёта в космос первых космонавтов было разработано «Положение РК-75». Эти «Положения» ужесточали требования к качеству изготовления и к качеству контроля космической техники как в условиях опытного, так и в условиях серийного производства. Однако эти «Положения» недостаточно эффективно применялись на предприятиях Министерства общего машиностроения и совершенно не применялись на предприятиях-смежниках, которые были подчинены другим министерствам, так как с этими ведомствами  эти «Положения» не были согласованы.
В опытном производстве сохранялись некоторые упущения, которые не позволяли получить высокое качество и надёжность космической техники. Хотел бы их перечислить (может это как-то поможет глубже взглянуть на нынешние «неудачи» реализации космических проектов):
–  продукция изготавливалась и контролировалась по маршрутным технологическим картам без подробного изложения производственных и контрольных операций, в которых был предусмотрен универсальный  производственный  и контрольный инструменты,  требующий высокой квалификации рабочих и контролёров ОТК;
–  учитывая значительную нестабильность опытного производства, на заводе
№ 88 была слабая подготовка производства – не проектировались сложные приспособления: например, часто при сборке использовались УСП (унифицированные сборочные приспособления);
–  не проектировался специальный режущий и контрольный инструмент и т.д.;
–  все технологические процессы не были согласованы с военным представительством;
–  в составе ракет было очень большое количество замен марок и сортаментов материалов;
–  борьба военного представительства за стабильность конструкторской и технологической документации была слабой.
    В те годы у нас даже существовала такая оценка – в опытном производстве продукция делается «на коленках».
    В то же время в серийном производстве, в том числе и на заводе «Прогресс»,  были внедрены меры, которые позволили получить в 1958-1968 гг. высокое качество и надёжность космической техники при её эксплуатации:
–  продукция на заводе изготавливалась и контролировалась по операционным технологическим картам, в которых были подробно изложены производственные и контрольные операции. В этих картах был предусмотрен специальный инструмент для производственных и контрольных операций, гарантирующий высокое качество продукции даже при невысокой квалификации производственных рабочих и контролёров ОТК;
–  более 40% технологических процессов действующих на заводе «Прогресс» были согласованы с военным представительством;
–  существовал значительный и жёсткий  контроль со стороны военного представительства  качества изготовления и испытаний продукции: так
в сборочных цехах контролировалось около 50% операций,  в агрегатных цехах и цехах изготовления гидропневмоавтоматики и приборов – около 30% операций, в «тыловых» цехах – около 5% операций.
    Большой объём контроля военным представительством был обусловлен тем, что ракетная боевая и ракетно-космическая техника из ворот завода уходила на боевые позиции для выполнения боевых задач, а не на полигон, как это было в опытном производстве. Военное представительство на заводе «Прогресс» уделяло большое внимание качеству отработки конструкторской и технологической документации, ибо они определяют законы производства, гарантируют стабильное качество и надёжность ракетно-космической техники. Военным представительством велась непримиримая борьба с заменой материалов в составе ракеты после проведения ЛКИ, с повторяющимися дефектами на изготавливаемой заводом продукции, с применением необъективных методов контроля, с нарушителями технологической дисциплины. Военным представительством ежегодно выдавалось около 2500 замечаний и предложений конструкторам и около 1500 замечаний и предложений технологам. Такую планку мы выдерживали 10 лет – с 1958 по 1968 год.
                                     ПОРОГ РИСКА
После тридцатилетнего пройденного мною пути в ракетной и ракетно-космической технике в моей памяти отложилось множество аварий техники.
И я невольно задавал себе вопрос: как далеко ушли за порог риска, чтобы гарантировать безаварийную работу ракеты-носителя и пилотируемого космического корабля.                                                                                                                                                           В этой связи мне вспоминается один характерный случай.
В конце семидесятых годов мне пришлось на полигоне Капустин Яр выполнять функции заместителя председателя аварийной комиссии. Председателем этой комиссии был заместитель начальника полигона Кузявкин В.А. Авария ракеты-носителя 11К63 («Космос-2») произошла по вине отказа приборов системы управления, изготовленных  Харьковским приборостроительным заводом. Когда перед представителями этого завода председатель комиссии поставил вопрос – почему их приборы имеют в полёте неудовлетворительную техническую надёжность, они ответили дословно: «Что же Вы хотите иметь, если в системе управления этой ракеты нет дублирования». Тогда мы создали рабочую группу комиссии, разработали  программу и поставили задачу провести в недельный срок необходимые исследования и поиск причины отказа системы управления на Харьковском приборостроительном заводе и доложить результаты. Пока эта рабочая группа работала в г.Харькове, мы имели недельный перерыв и за это время решили оценить возможную конструктивную причину аварии ракеты. Поставили задачу отделу анализа полигона и специалистам промышленности – членам комиссии, провести расчёт и оценить –  какую же теоретическую надёжность имеет система управления ракеты 11К63 в связи с применением в ней элементов с ограниченным уровнем надёжности. Например, пиропатроны, применённые в ракете, имели надёжность 0,9; реле –  0,8, некоторые другие электро- и радио элементы имели надёжность 0,7 и 0,75 и т.д.
    При этом представителей  Харьковского завода в то время на полигоне не было. Используя имеющийся на полигоне Капустин Яр арсенал научно-технической документации, перемножив весь неполный, полученный при анализе уровень надёжности комплектующих элементов системы управления ракеты, мы получили теоретическую надёжность ракеты только по системе управления –  0,6. Это нас шокировало. На каждые 10 пусков этой ракеты только по вине системы управления можем ожидать четыре аварии. Все эти выводы решили не придавать гласности и в акте не излагать. Рабочая группа, прибывшая из г.Харькова, выявила производственные, технологические недостатки и выдала рекомендации по введению виброиспытаний кронштейнов крепления приборов в ракете на поиск наличия резонансных нагрузок. Предложение комиссии было принято.
    Аналогичный теоретический уровень надёжности мог бы быть подсчитан в системах управления для ракеты-носителя и космического корабля «Восток», «Восход» и «Союз». Он тоже, наверное, даже при дублировании цепей, находился существенно ниже единицы. При этом проектантам ракеты и космического корабля необходимо помнить, когда они применяют комплектующие элементы, ибо заводы-изготовители этих реле, пиропатронов и т.д. не всегда знают, что их продукция будет использована в ракетно-космической технике, поэтому относятся к изготовлению этих комплектующих как к продукции бытового назначения.
                  БЕЗОПАСНОСТЬ КОСМОНАВТОВ – ПРЕЖДЕ ВСЕГО
    На ракетах-носителях пилотируемых кораблей «Восток» и «Восход» ещё не было системы автоматического спасения (САС). В те годы мы с огромной надеждой ждали, когда, наконец, появится эта долгожданная спасательная система, которая впоследствии полностью себя оправдала при авариях ракет-носителей,  как при старте, так и в полёте. В отдельных приведённых мною случаях я не могу назвать точных дат, когда эти аварии были, но я точно помню их причины, пути поиска этих причин и объём доработок. Это было то время (с 1961 по 1968 годы), когда на ракетах-носителях нашего завода-изготовителя «Прогресс» космонавты пилотируемых космических кораблей с большим риском для своей жизни покоряли космос. Вот некоторые примеры.
    В начале 60-х годов на ракете-носителе 8А92, запущенного с полигона Байконур (изготовитель –  завод «Прогресс»), произошла авария из-за прогара камеры сгорания одного из маршевых двигателей первой ступени. После вскрытия аварийной камеры сгорания было обнаружено: в форкамере было большое количество оплавленных алюминиевых частиц. Межведомственная комиссия прибыла на завод «Прогресс» и потребовала провести в её присутствии гидроиспытания нескольких топливных баков ракет, причём на сливных фланцах баков должны стоять фильтры с ячейками 1мм×1мм. Мы эти требования комиссии выполнили.
После слива из баков воды с хромником на сетке фильтров мы увидели большое количество оплавленных алюминиево-магниевых частиц. Их взвесили, вес составил 30г. Технической документацией такой контроль не предусматривался.     С.П. Королёв официально запросил главного конструктора двигателей ракеты 8А92 о допустимой норме, в ответе была указана норма –  0,3г. на каждый бак. Эта норма была невыполнима. В это же время была выявлена причина появления частиц. Частицы возникали во время приварки методом точечной сварки к обечайкам и днищу топливных баков: шпангоутов, кронштейнов датчиков уровней и датчиков системы опоржнения баков. При точечной сварке возникают выплески, которые имеют форму защемлённых частиц, и не все удаляются при гидроиспытаниях баков, а выпадают в полёте при вибрационных и линейных нагрузках, а у баков с жидким кислородом частицы выпадают также при глубоком охлаждении бака во время заправки этим компонентом. Тяжба по этой проблеме между ОКБ-1 и ОКБ-456 закончилась нормой – 3г стружки на каждый бак. При этом в конструкторскую документацию каждого топливного бака ракеты было записано, что при проведении гидроиспытаний проводить «обстукивание» мест приварки шпангоутов резиновыми молотками. При наличии этого конструктивно-технологического дефекта во время полёта космонавта на космическом корабле «Восток» космонавт мог погибнуть.
    Летом в середине 60-х годов я прибыл из очередного отпуска, едва  переступил порог кабинета районного инженера Киреева П.Ф. как он «огорошил» меня неприятной новостью: «Пока ты был в отпуске, на полигоне Байконур с ракетой-носителем 11А57 произошли две аварии. Работала одна комиссия, сейчас заканчивает работу вторая, причины отказов не выявлены. Однозначно было установлено, что после завершения работы блоков второй ступени верхний боковой блок «В» не отделяется от центрального и разрушает последний». Он поставил задачу идти на производство, брать документацию и выяснять, что могло случиться и почему. После анализа чертежей и нормативной документации мною и руководителем группы стало ясно, что в цепи ШРБ кабеля находится шариковый замок, который раскрывается при усилии не более 300кг. У тросика усилия на разрыв не регламентировано, а у карабина, который по нормали оборонной промышленности должен выдерживать нагрузку 300кг, испытания не указаны.
    На бумаге всё нормально. Руководитель группы доложил, что партия шариковых замков испытана «комиссионно», усилие раскрытия замков – 295-300кг. Я предложил динамометром проверить прочность тросиков. Проверили, показания – около 400кг они держат без разрушения. Я поручил руководителю группы принести 10 шт. карабинов. Таковых в цехе не оказалось, они были только на собранных изделиях. Я попросил начальника сборочного цеха снять с трёх ракет карабины. Он сказал, что через час даст ответ. Ответ был такой: очередная партия карабинов в цех сборки поступит через две недели. Заместитель директора завода по производству М.Г. Перчёнок запретил снимать карабины с ракет. Тогда я за помощью обратился к главному конструктору Д.И. Козлову. Козлов Д.И. в моём присутствии по телефону сказал Перчёнку, чтобы были сняты карабины с ракет и отданы на испытания. Карабины были получены и испытаны. При этом восемь карабинов потеряли прочность при усилии 250-275кг, только два карабина не разрушились при усилии 300кг.
    Я собрал их в конверт, составил рукописный акт. Под результатами расписался сам, акт подписали также руководитель группы военного представительства и старший производственный мастер. Начальник цеха и контрольный мастер ОТК от подписей отказались. Я забрал конверт с карабинами, акт-полуфабрикат, позвонил Д.И. Козлову и попросил принять меня срочно.  Когда я перед ним разложил разрушенные карабины и акт, он покраснел, на лбу выступила испарина от волнения. Он вызвал своего заместителя Г.Е. Фомина и поручил  найти хотя бы одну живую душу и самолётом из ОКБ-1 доставить немедленно в г.Куйбышев действующую на карабин нормаль. После чего он потребовал, чтобы к нему пришли немедленно лица, не подписавшие акт. Пришёл начальник цеха и подписал акт, вместо контрольного мастера ОТК пришёл главный контролёр Мурашко Н.Г., который пытался уговорить Д.И. Козлова повременить с подписанием акта. Козлов Д.И. его обругал и сказал, что уже в самолёте сидит разработчик нормали, и акт должен быть подписан всеми. Главный контролёр тогда подписал этот акт. После того, как главный контролёр подписал акт и покинул кабинет, Козлов Д.И. сказал: «А если бы это случилось, когда летел бы космонавт, это был бы труп». Я с ним согласился.
    На следующий день Д.И. Козлов пригласил меня к себе. Я пришёл в его приёмную, вскоре в приёмной появился разработчик нормали «дед» в возрасте лет за 70, доставленный самолётом из Москвы. На столе Д.И. Козлова лежали разрушенные карабины, нормаль, акт, подписанный всеми лицами. Д.И.Козлов начал разговор с прибывшим представителем: «Это Ваша подпись?», он ответил: «Моя». Козлов Д.И. ему сказал, что «в его нормали не указаны испытания карабинов». «Дед» взял в руки разрушенные карабины, молча, прочитал наш акт и сказал дословно: «Эти карабины предназначены для того, чтобы собак за ошейники водить, а не блоки выдёргивать». После этого я понял, что наш разговор с прибывшим специалистом бесполезный. Представитель убыл, а мы через три дня направили заводским самолётом две бригады на полигоны Байконур и Плесецк менять карабины на скобы. Больше подобных аварий не было».

Труженики космоса,© 2010-2013
ОСОО "Союз ветеранов Космических войск"
Разработка и поддержка
интернет-портала - ООО "Сокол"