Валентин Глушко и его двигатели: история успеха длиной в 60 лет

Валентина Глушко часто называют «основоположником отечественного двигателестроения». С чем точно не получится поспорить, так это с тем, что Валентин Петрович действительно стоял у истоков этого инженерного направления. Его профессиональный путь начался в эру кустарных стендовых двигателей размером с ладонь. Пиком же карьеры Глушко стало руководство ядром отечественной космической программы и создание, вероятно, самого технически продвинутого ракетного двигателя за всю историю нашей страны.

Сегодня мы вспоминаем профессиональный путь Валентина Петровича Глушко – от первых набросков и стендовых двигателей до ракеты-носителя «Энергия».

Валентин Петрович Глушко родился 2 сентября 1908 года в Одессе в семье госслужащего. Обучался музыке, имел способности к иностранным языкам. В 17 лет, после окончания профтехшколы в Одессе, Валентин Глушко поступил в Ленинградский государственный университет на физмат.

Задолго до этого, еще в возрасте 15 лет, Глушко увлекся теорией ракетостроения. Ознакомившись с работами Константина Циолковского, в какой-то момент он просто взял да и написал Константину Эдуардовичу письмо с просьбой выслать другие его работы. В итоге получилась интереснейшая переписка между подростком из Одессы и великим ученым-теоретиком. Сегодня эти письма хранятся в архиве РАН.

Неудивительно, что незадолго до окончания университета, 15 мая 1929 года, Валентин Глушко был зачислен в штат Газодинамической лаборатории (ГДЛ) в Ленинграде. ГДЛ была больше кружком по интересам, чем полноценным НИИ, но тем не менее располагала восемью филиалами по Ленинграду, а ее головное отделение находилось… в Петропавловской крепости.

Первым двигателем, созданным Глушко как членом ГДЛ, стал ОРМ-1 (опытный ракетный мотор). В нем есть пара необычных черт – помимо системы подачи кислорода и керосина в камере сгорания есть датчик давления, а у самого двигателя цилиндрическое сопло вместо привычного нам сегодня конического.

Также важной наработкой стал двигатель ОРМ-52 (1933), на котором Глушко впервые применил центрифугу для «раскручивания» керосина перед подачей в камеру сгорания. Такая схема позволяла керосину создать пленку на внешней стороне центрифуги и более равномерно распределяться по трубкам, ведущим в камеру сгорания.

В 1935 году Валентин Глушко опубликовал работу, которую можно считать его программным трудом – «Ракеты, их устройство и применение». Глушко подробно останавливался в ней не только на устройстве реактивного двигателя как такового, но и на коренном вопросе выбора горючего и окислителя, отдавая предпочтение токсичным высококипящим компонентам топлива. Уже тогда Валентин Глушко начинал экспериментировать с азотной кислотой в качестве окислителя, что потом нашло отражение в его двигателе ОРМ-65. К тому моменту московская Группа изучения реактивного движения (ГИРД) и ленинградская ГДЛ были объединены в единый Реактивный НИИ – вчерашние энтузиасты получили финансирование и четкий заказ от государства.

Впрочем, уже в 1938 году Реактивный НИИ был разгромлен. Сергея Королёва и Валентина Глушко арестовали, их коллег, руководителей института Георгия Лангемака и Ивана Клеймёнова, в итоге ликвидировали. Объективных причин ареста можно выделить две, и первая из них – маршал Михаил Тухачевский. Именно советский военачальник, отвечавший в первой половине 1930-х за модернизацию советских вооруженных сил, в сентябре 1933 года дал объединенному РНИИ «зеленый свет». После раскрытия заговора маршала против руководства страны все, кто находился под его покровительством, также оказались под подозрением. Также Королёву и Глушко вменяли нецелевое расходование средств и срыв сроков разработки новых двигателей. Однако на самой заре отрасли, да еще и в условиях жесткой внутренней конкуренции, с ходу выбрать правильное технологическое направление и перейти от небольших стендовых двигателей к рабочим экземплярам было нереальной задачей.

На момент ареста у Валентина Глушко уже были на руках наработки по двигателю ОРМ-65 с тягой в 70-175 кгс. Этот двигатель предназначался для прототипов реактивных самолетов, а также для ракет-снарядов. Глушко повезло больше, чем Королёву – если последнего поначалу отправили в трудовой лагерь, то Глушко дали возможность работать в «шаражке» в статусе осужденного. Это позволило в 1939-40 годах провести реальные испытания ОРМ-65.

28 февраля 1940 года самолет-буксировщик П-5 поднял на высоту в 2,5 километра первый советский ракетоплан – РП-318-1, после чего тот, отделившись, совершил ряд маневров с использованием реактивного двигателя и успешно приземлился на взлетно-посадочную полосу. Полет на жидкостном реактивном двигателе был осуществлен впервые в истории СССР.

Уже во время войны, работая на авиазаводе в Казани, Валентин Петрович развил наработки по ОРМ, создав авиационные реактивные ускорители серии РД-1 и РД-2, которые, в отличие от более ранних прототипов, пошли в массовое производство.

По окончании Второй Мировой войны в Европе Глушко незамедлительно выехал в Германию в составе группы советских ученых для исследования немецких трофейных ракет ФАУ-2 (V-2). После войны советское руководство начало снова воссоздавать структуру разработки и производства ракетных двигателей, и уже в 1946 году Валентин Петрович Глушко стал главным конструктором собственного конструкторского бюро – ОКБ-456, по номеру переведенного из Казани в Химки авиазавода. В том же 1946 году в подмосковном Калининграде (ныне Королёв) было создано НИИ-88, один из отделов которого в будущем стал ОКБ-1 Сергея Павловича Королёва. Глушко и Королёв должны были работать вместе над первыми советскими ракетами-носителями. В последующие годы Глушко создал для Королёва двигатели РД-100, РД-101, РД-103М. Последний, работая на топливе с 92% содержанием этанола, имел тягу в 44 тс и устанавливался на военную ракету Р-5, в 1950-х составлявшую основу советского ударного ядерного арсенала.

Однако более массовым детищем ОКБ-456 стали двигатели РД-107/108, поднявшие в воздух первые ракеты семейства Р-7.

Двигатель РД-107/108 – самый массовый ракетный двигатель в истории. Учитывая, что к осени 2025 года было произведено более 2000 запусков ракет-носителей семейства Р-7, нетрудно подсчитать, что «РДшек» было использовано уже более 11000 единиц – по 5 на каждую ракету – от носителя первых спутников до «Союзов». Главное отличие РД-107 от РД-108 – количество рулевых камер сгорания. РД-107 располагался и располагается по сей день на четырех боковых блоках ракеты-носителя и имеет две рулевые камеры на каждом из четырех двигателей. РД-108 же находится на второй ступени и своими четырьмя рулевыми камерами обеспечивает ее маневренность.

Несмотря на, по сути, совместно созданную ракету Р-7, между Валентином Глушко и Сергеем Королёвым начала нарастать напряженность. В 1960-м перед коллективом конструкторов была поставлена задача по разработке сверхтяжелой ракеты-носителя. Сергей Королёв уже тогда имел на руках первые наброски будущей ракеты Н-1 – колоссальной керосин-кислородной ракеты, предназначенной для дальних космических миссий. Валентин Глушко – отчасти в силу профессиональной специфики, отчасти в силу объективной необходимости – продвигал использование неклассических топливных компонентов – несимметричного диметилгидразина (НДМГ, он же гептил) и тетраоксида азота. В итоге Глушко наотрез отказался делать новые двигатели для ракет Сергея Королёва – новым заказчиком двигателей Глушко стало ОКБ-52 (ныне – НПО «Машиностроение») Владимира Челомея из подмосковного Реутова, а также КБ «Южное» Михаила Янгеля в Днепропетровске (ныне – Днепр). По заказу последнего, в частности, был создан двигатель РД-119 – один из первых серийных двигателей на гептиле в карьере Глушко.

ОКБ Челомея на тот момент фактически приступило к развитию своей серии ракет-носителей и космических аппаратов параллельно с ОКБ-1 Королёва. В 1965 году свой первый полет совершила ракета-носитель «Протон», имевшая на первой ступени шесть новейших двигателей РД-253, работавших на гептиле и тетраоксиде азота. Так разошлись пути Королёва и Глушко – Сергей Павлович обратился за новыми двигателями к Николаю Кузнецову, авиаконструктору, прежде не занимавшемуся ракетными двигателями, но в итоге разработавшему отличную линейку керосин-кислородных двигателей НК, впоследствии пошедших на экспорт. Глушко же занялся двигателями для челомеевской линейки ракет-носителей «Протон» и военными заказами. «Помириться» Глушко и Королёву так и не довелось – в январе 1966 года Сергей Павлович ушел из жизни.

Прошло восемь лет. За это время США успели опередить СССР в лунной гонке, первыми сначала создав сверхтяжелую РН «Сатурн-5», а затем одну за одной высадив на Луне шесть пилотируемых миссий. Ряд проектов откровенно буксовал, советская космическая программа не справлялась с возлагаемыми на нее задачами. На этом фоне в 1974 году Валентин Глушко получил в распоряжение не только собственное ОКБ (с того же года – НПО «Энергомаш»), но и детище Сергея Павловича Королёва – ОКБ-1, преобразованное в НПО «Энергия». Валентин Глушко встал во главе ключевых предприятий советской космической программы. Именно на этой позиции ему была уготована судьба создать легендарнейшую ракету за всю историю нашей страны.

12 апреля 1981 года, в 20-летнюю годовщину космического полета Юрия Гагарина, состоялся первый орбитальный полет американского многоразового космического корабля «Колумбия», разработанного в рамках программы Space Shuttle. В СССР к тому моменту полным ходом шла разработка своего многоразового орбитального ракетоплана «Буран», равно как и средства его вывода на орбиту. В отличие от американского «Шаттла», «Буран» должен был выводиться в космос с использованием лишь мощи ракеты-носителя, не имея внешнего топливного запаса.

В рамках программы «Энергия»-«Буран» Валентин Глушко приступил к созданию того, что так и не было создано в 1960-х – сверхтяжелой ракеты-носителя для вывода полезной нагрузки до 100 тонн на околоземную орбиту, либо меньших нагрузок к дальним планетам и спутникам – Луне, Венере и Марсу. Получившаяся в результате работы 1200 предприятий ракета-носитель использовала в качестве горючего, что характерно, не гептил или иной высококипящий компонент, а керосин и жидкий водород (но в разных двигателях разных ступеней). Сердцем же РН «Энергия» стал двигатель РД-170 на керосине и жидком кислороде – opus magnum Валентина Глушко.

Четыре камеры сгорания, четыре сопла, два газогенератора, возможность маневрирования, турбина мощностью более 250 тысяч лошадиных сил, или 192 мегаватта – примерно столько энергии потребляет небольшой 30-тысячный город за сутки. Двигатель впервые в истории СССР предполагал многоразовость: на нем были заменяемые ампулы с пусковой смесью на основе алюминия, а сам двигатель мог сбрасываться с ракеты-носителя для посадки на парашютной системе. Правда, ни одного такого «прыжка» отработавшего двигателя так и не было выполнено. «Энергия» совершила лишь два полета, один из которых – 15 ноября 1988 года – с «Бураном» в качестве полезной нагрузки.

РД-170 стал вершиной советского двигателестроения. Уже в рыночную эпоху, когда программа «Энергия»-«Буран» оказалась заморожена, двигатели снискали большой коммерческий успех – из глушковской системы с четырьмя соплами и двумя газогенераторами можно было сделать все то же самое, но уже с двумя камерами, и все равно обладающее большой мощностью и высокой надежностью. Так появились РД-180 и РД-181. В 1996 году НПО «Энергомаш» заключило контракт с американским концерном Lockheed Martin на поставку более сотни этих двигателей. Всего до 2021 года завод в Химках отправил в США 122 двигателя РД-180 и РД-181 стоимостью в среднем в $10-12 млн каждый. Они применялись на ракетах «Атлас-5» – как для запуска спутников на околоземную орбиту, так и для автоматических межпланетных миссий: миссия к Плутону «Новые горизонты» (2006), аппараты для исследования Солнца «Solar Dynamics Observatory» (2010) и «Solar Orbiter» (2020).

Впрочем, сам Валентин Петрович Глушко не увидел международного коммерческого успеха своего двигателя. Он ушел из жизни 10 января 1989 года, на 81-м году жизни. Если бы мы писали здесь о поп-звезде, мы бы использовали выражение «Ушел на пике». Валентин Петрович увидел успешный полет своего величайшего творения, пройдя долгий и жесткий путь с взлетами и падениями, и в итоге преуспев как гражданин своей страны и как гениальный инженер и организатор.

*Памятник Валентину Глушко на Новодевичьем кладбище в Москве*