После многочисленных сеансов имитации полета на стенде, в состав которого входила электронная моделирующая установка, реальные рулевые машины и усилитель-преобразователь, Жернова и Хазан раскладывали на длинных столах еще мокрые осциллограммы, доказывающие их правоту.
С приходом в пилюгинский коллектив Хитрика в его ведение были переданы все исследования по динамике управления движением. Он мог соединять глубокие теоретические исследования с практическими рекомендациями по разрабатываемой аппаратуре. Хитрик установил тесный контакт со специалистами-динамиками Королева.
Когда я формально перешел из НИИ-88 в ОКБ-1, там уже работала группа Георгия Ветрова, которой было поручено исследование проблем устойчивости. Эти исследования должны были проводиться комплексно в самом тесном контакте с разработчиками системы управления. Головной создатель управляемой ракеты не вправе ультимативно диктовать свои требования разработчику системы управления. Успеха можно добиться только при условии, что ракету проектируют как единую сложную систему. Проблемы самой конструкции, двигательной установки, аппаратуры управления, динамики полета должны прорабатываться в самом тесном взаимодействии специалистов всех организаций, отвечающих за эту работу.
Реальное обеспечение такого метода деятельности является одной из главнейших заслуг Совета главных конструкторов. Королев умышленно шел на подавление любых проявлений зазнайства своих сотрудников, считавших себя «головными», и этим располагал к себе специалистов смежных организации.
Не сразу установилось при решении проблем динамики управления такое постоянное рабочее взаимодействие. Хорошо сознавая необходимость системного подхода, Королев знакомился и стремился к прямым контактам с ведущими специалистами других организаций и прежде всего с динамиками НИИ-885.
Вопросы баллистики, аэродинамики, нагрузок на конструкцию, устойчивости, управляемости, точности, массовые характеристики входили в непосредственную компетенцию Главного конструктора. Все исходные данные по этим проблемам необходимы были и главному конструктору системы управления. Поэтому Пилюгин и его люди являлись не потребителями, а активными творческими участниками в разработке этих проблем.
На этапе разработки широко применялись комплексные стенды, имитирующие процессы подготовки, пуска и работы всего сложного комплекса аппаратуры управления в полете. Под такие стендовые установки создавались комплексные лаборатории. Начальник комплексной лаборатории обязан был представлять технику работы всей системы, знать особенности самой ракеты, работать в тесном контакте со специалистами своего института и еще теснее с головным КБ, его идеологами и испытателями. Начальником такой комплексной лаборатории в НИИ-885 по ракетам Р-2, Р-5 и Р-5М был Присс.
Начальником лаборатории по ракетам Р-11, Р-11М и морской модификации Р-11ФМ Пилюгин назначил молодого талантливого и очень энергичного инженера Владилена Финогеева. В пору увлечения Королева вооружением подводных лодок ракетами Финогеев пользовался его особым расположением. Вскоре Финогеев стал заместителем Пилюгина. Он был удостоен Ленинской премии, а в 1961 году ему присвоили звание Героя Социалистического Труда при общем большом награждении за пуск Гагарина.
Но яркая фигура Финогеева чем-то раздражала Пилюгина. Я, давно и хорошо зная Николая Алексеевича, с огорчением замечал, что с годами он начал проявлять ревность по отношению к своим заместителям, пользовавшимся большим авторитетом за стенами его института. До самой смерти вне подозрений из его ближайшего окружения оставался, пожалуй, только Хитрик. Возникшая не по вине Финогеева размолвка привела к тому, что он принял предложение занять пост заместителя министра оборонной промышленности. Был бы жив Королев, он с этим бы не смирился. Аппаратная работа оказалась для Финогеева не его призванием. Финогеев вернулся к инженерной деятельности, но уже в другой области.
Первые летные испытания ракеты Р-5 показали, что в полете появляются колебания рулей, а за ними и всей ракеты, которые никак себя не проявляли при моделировании в процессе проектирования на аналоговых моделирующих установках, имитирующих замкнутую систему «ракета – автомат стабилизации».
В подобных случаях наиболее дотошно инженеры возвращаются к анализу предыдущих пусков других ракет. Такие экскурсы в прошлое очень часто показывали, что незакономерные, с точки зрения теории, поведения штатной системы управления, колебательные процессы имели место и раньше, но на них не обращали должного внимания, если полет заканчивался безаварийно. Если ракета летит по заданной траектории, но при этом возникают большие колебания всего корпуса вокруг центра масс – это опасно потому, что конструкция ракеты испытывает дополнительные нагрузки, в особенности если отклонения на атмосферном участке приводят к большим углам атаки.
Определение и нормирование нагрузок необходимо для последующего расчета конструкции на прочность. Ошибки в расчете нагрузок чреваты излишним металлом конструкции, уменьшением массы полезной нагрузки или уменьшением дальности полета.
Еще при организации отдела № 3 в СКВ Королев немногочисленных специалистов по нагрузкам включил в проектное бюро, а расчетчиков прочности объединил с конструкторами.
Одним из ведущих теоретиков по нагрузкам в отделе № 3, а затем в королевском ОКБ-1 с самого начала ракетной деятельности НИИ-88 был Виктор Гладкий. Он должен был рассчитывать нагрузки с учетом усилий от перегрузок, аэродинамики, наддува баков, отклонений органов управления и даже вибраций.
Результаты расчетов иногда требовали от управленцев усложнения динамической схемы, менее жесткого и более гибкого управления для снижения нагрузок. Пилюгин в таких случаях раздражался и начинал спорить с Гладким. После очередной размолвки Пилюгин заявил Королеву, что «твой Гладкий совсем не гладкий, а шершавый».
Немцы, разрабатывавшие систему управления А-4, а вслед за ними и мы применительно к ракетам Р-1 и Р-2, рассматривали их как объекты управления, обладающие свойствами «твердого тела». Имелось в виду, что под действием нагрузок корпус ракеты никак не деформируется. Для ракеты Р-5, длина которой превышала 20 м при сохранении диаметра корпуса равным 1,65 м, как у Р-1, такое допущение оказалось неприемлемым. Корпус ракеты изгибался под действием нагрузок от рулей. Изгибные упругие колебания корпуса передавались к основаниям гироприборов. Гироприборы закономерно откликались на эти колебания и посылали команды в систему управления, раскачивая рули. Контур замыкался и входил в режим непредвиденных автоколебаний.
Совместными усилиями динамиков ОКБ-1 и НИИ-885 разрабатывались мероприятия по ограничению влияния на управление вновь открытого явления.
На одном из совещаний по этой проблеме я напомнил Пилюгину, что нас еще в институте по курсу сопротивления материалов учили возможности использования конструкции в пределах ее допустимой упругой деформации. Последовала ответная реплика: «Мы так раскачаем рулями ракету, что ваш Шершавый потребует укреплять ее стальными лонжеронами».
В систему вводились различные фильтры, как не переставали злословить в 885-м, «защиты от Шершавого».
Другим новым бедствием для управленцев оказалось влияние жидкого наполнения. Колебания рулей не только изгибали корпус ракеты, но и раскачивали жидкий кислород и керосин, наполнявшие баки. Колебания зеркала жидкости вызывали дополнительные возмущения, потребовалась разработка мероприятий по борьбе с влиянием жидкого наполнения.
Влияние упругих колебаний и жидкого наполнения на устойчивость оказалось очень опасным. Частоты этих колебаний находились в полосе частот системы управления. Исследования новых явлений были организованы взаимосвязанно в ОКБ-1, НИИ-885, научных отделах НИИ-88 и военном НИИ-4. В НИИ-885 эту работу возглавил Хитрик, ОКБ-1 – Ветров, Дегтяренко, Гладкий. В НИИ-4 теорией влияния жидкого наполнения специально занимался Георгий Нариманов.
Соединенными усилиями была разработана теория управления с учетом новых явлений. В течение 1955 – 1956 годов была разработана аппаратура управления, которая должна была обеспечивать стабилизацию по полной динамической схеме. В этот период ракета Р-7 проектировалась уже с учетом опыта, полученного на Р-5.
Жидкость и упругость по сей день заставляют объединяться еще на этапе начального проектирования создателей ракеты и системы управления.
В гораздо более выгодном положении оказались теоретики-баллистики. В отделе № 3, а затем в ОКБ-1 работали Святослав Лавров и Рефат Аппазов, восстанавливавшие баллистику А-4 в «Шпаркассе» Бляйхероде вместе с доктором Вольфом, главным баллистиком фирмы Крупна. Баллистика ракет существенным образом отличается от понятия баллистики в артиллерийском деле. Расчет траектории полета оказался делом крайне трудоемким. Неспроста потребителями первых отечественных электронных вычислительных машин «Стрела» и БЭСМ оказались именно баллистики. Баллистики находились в самом начале проектирования ракеты. Они же являлись и участниками завершающего этапа разработки полетного задания для ее пуска.
