Работа по испытаниям приобрела целенаправленный характер, можно сказать, даже академизм с приходом осенью 1964 года главного конструктора Михаила Афанасьевича Кузьмина. Архип Михайлович пригласил его из фирмы своего соратника по авиации — Николая Дмитриевича Кузнецова, где уже был накоплен значительный опыт создания ракетных двигателей.
Выдающиеся генеральные конструкторы, создатели многих авиадвигателей Архип Михайлович Люлька и Николай Дмитриевич Кузнецов. 1978 год.
И вот теперь каждый запуск становится предметом обсуждения у Михаила Афанасьевича — кабинет его напротив кабинета Люльки. Затем выводы и предложения переносились на утверждение генеральному. Первые запуски находились под усиленным вниманием руководителей. Этого требовала необычность испытаний для КБ, которое до этого занималось только ТРД.
В дальнейшем строго научный подход получил воплощение в принятой методологии испытаний и доводки изделий на криогенных компонентах.
Основные трудности встретились в июне 1967 года после реконструкции экспериментального стенда и в августе того же года, когда на полноразмерном стенде были начаты испытания изделий 11Д57 на натурных криогенных компонентах: жидкий кислород и жидкий водород. Заброс температуры газа и погасание пламени. Запуск не получился, Михаил Афанасьевич Кузьмин предложил в определенный момент, выбранный по графикам поведения параметров при запуске, открыть клапан подачи окислителя. Не удалось. Тогда была поставлена задача разработки технологии запуска. В результате кропотливого анализа параметров бригада испытаний во главе с Леоном Иосифовичем Барбашом нашла заветные цифры так называемой циклограммы — секунды между подачей компонентов и определенный закон постепенной подачи окислителя. При отработке запуска прошло более 20 отказов, а в этой технике это означало снятие изделий с испытания. Отработка продолжалась на 250 испытаниях 77 двигателей.
Такой же исследовательской работе были подвергнуты результаты выключения изделий. Эти работы защищены свидетельствами об изобретении.
При всех видах испытаний важную роль играл «его величество случай», а значит, и были драматические эпизоды.
В декабре 1964 года на экспериментальном стенде проходит первое испытание установки «газогенератор + камера сгорания» на жидком кислороде и газообразном водороде. Внешне все нормально.
Глубокая ночь, что характерно для большинства испытаний, так как в целях безопасности других предприятий в окружающем районе необходимо было дожидаться конца рабочего дня. Прибежали из укрытия, посмотрели, а вместо форсунок камеры сгорания — дыра. Лишь только днем, когда проанализировали параметры, самый знающий и опытный (три года на испытаниях газогенераторов в институте Ленинграда) конструктор Ювеналий Павлович Марчуков констатировал — не сработал клапан продувки линии кислорода.
…Идет испытание газогенератора на экспериментальном стенде. И вдруг секундомер на команду выключение сработал на десяток секунд больше, чем запланировано. Конечно, газогенератора нет. Сгорел.
Оказалось, что точно в это время, принимая смену на подстанции, дежурный электрик отключил рубильник одного электрогенератора и медленно-медленно включил рубильник другого. Этого было достаточно.
…Шло обычное испытание газогенератора на экспериментальном стенде. Как всегда, на тонких трубочках подвешены датчики пульсаций давления по всем компонентам.
Видимо, пульсации были достаточные на данном типе смесительных элементов газогенератора. Первым делом разрушается трубка отбора давления по линии жидкого кислорода — ничего из укрытия не видно, далее трубка отбора по линии водорода — ничего, но когда разрушилась трубка отбора на линии горячего газа… Только тогда стал понятен взрывоопасный характер компонентов: металлические листы крыши стенда поднялись на 10–20 метров, в соседнем корпусе окон не осталось.
Сам по себе жидкий водород не опасен, если нет источника огня. Так называемое захолаживание — охлаждение емкостей стенда для заправки криогенной жидкости — идет с выбросом в атмосферу до 500 кг водорода. И случаев его воспламенения не наблюдалось.
В результате сложных, иногда небезопасных, испытаний под началом Архипа Михайловича Люльки был создан единственный в своем классе ракетный двигатель с высоким уровнем параметров и достаточной надежностью. Позже он привлек внимание НАСА и был в 1993 году продемонстрирован в Америке.
Двигатель 11Д-57 прошел полный комплекс наземной отработки и был подготовлен к Государственным испытаниям. К концу его доводки в 1976 году в рамках программы Н-1 была разработана его модификация 11Д-57М — большей тяги и с соплом изменяемой геометрии. Проведено было около 2000 испытаний 250 комплектов узлов и агрегатов, 470 испытаний 105 полноразмерных изделий.
Но несмотря на уникальные характеристики, на лунный ракетно-космический комплекс двигатель так и не поставили, потому что все четыре запуска ракеты-носителя Н-1 закончились авариями. Программа по Д-57 не была завершена, и эту тему закрыли. Первым на Луне побывал американец.
Затраты США на программу «Аполлон» составили 25 млрд долл. Официальных данных по затратам на Н-1 не опубликовано, но, по мнению академика В.П. Мишина, который после кончины С.П. Королева в январе 1966 года был назначен главным конструктором космических систем, они за все годы составили около 4,5 млрд долл. «Сатурн» затратил на разработку, изготовление и испытания 11 Д-57 около 115 млн долл. Двигатель, созданный много лет назад, может быть использован и сегодня. Американские специалисты серьезно рассматривали варианты его применения на верхних ступенях ракет, как модернизируемых и ныне существующих, так и новых коммерческих носителей XXI века. Особенно их привлекала возможность плавно менять тягу в диапазоне по давлению от 11 до 20 атм. от номинальной.
Двигатель имеет малую массу и заполняет не занятую пока нишу — 40 т тяги.
Может быть, и отечественные создатели ракет будущего так же, как американцы, заинтересуются двигателем 11 Д-57 и 115 млн долл. не пропадут даром?
* * *
Из большой группы молодых специалистов — выпускников МАИ, прибывших в ОКБ в 1960 году, ныне на предприятии остались: А.И. Волков, В.С. Геллер, Ю.А. Канахин О.И. Орлов, В.М. Беркович, Н.Л. Тарасов, В.В. Большаков, И.В. Востриков — все это высококлассные специалисты в области двигателестроения для авиации.
«В то время, когда ОКБ создавало кислородно-водородный ЖРД для лунной программы, мы все активно, — вспоминает Альберт Иванович Волков, — с большим энтузиазмом включились в эту работу: занимались расчетами, изобретали конструкцию двигателя, испытывали технику. ОКБ сделало этот двигатель, но, к сожалению, программа Н-1 была закрыта, работа была законсервирована. Спустя почти 25 лет к этому ЖРД проявила интерес фирма «Аэро-джет» США. Американские инженеры были поражены изяществом конструкции двигателя, его надежностью, новизной инженерных решений: аналогов такому двигателю нет до сих пор. По-моему, это можно объяснить тем, что проектирование ЖРД было поручено ОКБ, которое занималось авиационными двигателями с высокой культурой проектирования».
