Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

Однако такой вариант ракеты одобрения не получил во многом из-за двухблочного построения первой ступени и наличия шести двигателей на ней, что явно понижало надежность. В начале 1975 году закладывается новый двигатель в КБ «Энергомаш». Во главе этой разработки стоял В. П. Глушко. Используя этот двигатель, тяга которого в то время была 680 тонн, почти равной суммарной тяге двигателей «камбалы», перешли на максимальный диаметр (3,9 метра), допустимый для железной дороги, и начали разработку моноблочной конструкции. Ракета предназначалась для выведения автоматических космических аппаратов. Кроме того, предусматривалась возможность запуска пилотируемых кораблей. В зависимости от решаемых задач ракета-носитель проектировалась в двухступенчатом и трехступенчатом вариантах. Позднее ракеты этих вариантов получили наименование «Зенит-2» и «Зенит3». Окончательный вариант ракеты 11К77 был разработан в объеме эскизного проекта в декабре 1975 года.

После начала разработки многоразовой космической системы «Буран» 16 марта 1976 годавышло Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР о создании универсальной ракеты космического назначения 11К77. Новый эскизный проект на эту ракету был выпущен в феврале 1977 года. Это Постановление подразумевало разработку ракеты таким образом, чтобы первая ступень могла быть использована в качестве стартовых блоков рождавшейся в то же время ракеты системы «Буран». Двигатель был единым – РД-170. Размерность двигателя по тяге на уровне 740 тонн на Земле была принята исходя из необходимой для «Бурана», для 11К77 этот уровень тяги не оптимален, если учитывать реально имеющиеся районы падения первых ступеней.

Первая ступень ракеты «Зенит» оснащена самым мощным в мире четырехкамерным двигателем РД171(11Д521) замкнутого типа на карданном подвесе, разработанным в НПО «Энергомашиностроение» в Химках (бывшее ОКБ456), с тягой на уровне моря 740 тонни удельным импульсом 309 секунд при давлении в камере сгорания 245 атмосфер (рекордная величина). В вакууме двигатель развивает тягу в 806 тоннпри удельном импульсе 337 секунд. Связка из четырех первых ступеней ракеты-носителя «Зенит» использовалась в качестве первой ступени ракеты-носителя «Энергия», но уже с двигателем РД170 (11Д520), который отличается от своего собрата только плоскостью качания двигателей.

На второй ступени установлен разработанный на той же фирме двигатель замкнутого типа РД120(11Д123) тягой 85 тоннв вакууме при удельном импульсе 350 секунди давлении в камере сгорания 162,8 атмосферы. Двигатель создавался с учетом наработок и технологической оснастки, использовавшихся при создании двигателя РД268 для днепропетровской МБР МРУР100. Двигатель РД120 установлен неподвижно. Для управления полетом используется управляющий четырехкамерный двигатель разработки НПО «Южное». Каждая камера развивает тягу 3 тонны, а суммарная тяга двигательной установки второй ступени достигает 97 тонн.

Ракета имеет классическую схему с последовательным расположением ступеней. Ее длина составляет 55 метров, а диаметр всех ступеней – 3,9 метра (третья степень негабаритности). При стартовом весе 450 тонн «Зенит» способен выводить с Байконура на орбиту полезную нагрузку массой 13,5-14 тонн. При пусках из районов, расположенных в приэкваториальной зоне, возможно выведение космических аппаратов массой до 15,7 тонн. Для ее подготовки и запуска на площадке №42 космодрома Байконур рядом со старым было построено новое здание МИК. Стартовая позиция площадки №41, на которой при взрыве МБР Р16 погиб М. И. Неделин и еще 125 человек, была демонтирована. Зато чуть подальше были построены две стартовые позиции ракеты-носителя «Зенит» (площадка №45). При этом стартовое устройство было рассчитано на пилотируемые запуски. А сама подготовка к пуску проводится в автоматизированном режиме по безлюдной технологии: время подготовки от момента установки на стартовое устройство до запуска занимает не более 1,5 часов. Этот автоматизированный стартовый комплекс был разработан в КБ ТМ под руководством В. Н. Соловьева.

Изготовление ступеней ракеты 11К77 производится на Южном машиностроительном заводе в Днепропетровске, однако большая часть комплектующих поступают из Росси, в частности, двигатели для обоих ступеней изготавливают в Химках, а систему управления – в НИИАП.

Первый запуск ракеты-носителя 11К77( «Зенит-2») с эквивалентом полезной нагрузки состоялся 13 апреля 1985 года, то есть значительно позже запланированных сроков. Это произошло из-за задержек с отработкой двигателя РД170. В связи с этим летные испытания уже готового спутника радиотехнической разведки «Целина-2» вынуждены были проводить с помощью ракеты-носителя «Протон-К» (8К82К). При первом запуске 11К77 груз на орбиту не вышел из-за неправильной настройки регулятора расхода топлива второй ступени. При втором пуске в июне этого же года в результате отклонений в работе рулевых двигателей второй ступени произошел взрыв в конце активного участка. Только в октябре был запущен первый спутник – «Космос-1697». Но в декабре 1985 года, при четвертом полете ракеты, не сбросился головной обтекатель. Зато последующие пуски пошли удовлетворительно.