Главный по холоду

Стартовый комплекс ракеты-носителя «Восток» с подвижными заправщиками и дозаправщиками производства Уралвагонзавода: 1 – заправщик жидкого кислорода 8Г117; 2 – подпитчик жидкого кислорода 8Г118; 3 – заправщик и подпитчик жидкого азота 8Г128; 4 – заправочная колонка; 5 – защитный козырек; 6 – цистерна 8Г52; 7 – цистерна 8Г54. Рисунок предоставлен ОАО «НПК «Уралвагонзавод»

«Запуск в космос первого человека, облетевшего земной шар вне атмосферы Земли, – одно из самых выдающихся достижений в освоении космического пространства. Восхищен блестящим техническим мастерством тех, кто сделал возможным этот полет, и бесстрашием майора Гагарина», – это лишь один из отзывов, пришедших из разных стран и опубликованных в апреле 1961 года в журнале «Иностранная литература». Весь мир удивлялся тому, что страна, пережившая разруху Гражданской и Великой Отечественной войн, ужасы политических репрессий, словно по мановению волшебной палочки стала первой космической державой. Это ли не чудо!

Однако чудо это было подготовлено десятилетиями напряженного труда. Секреты успехов новой для страны ракетно-космической отрасли – в индустриальных традициях и умении воспринимать чужие достижения, в преемственности инженерной мысли и смелых технологических новациях. А ведь даже самые смелые фантасты первой половины XX века не могли представить себе всю невероятную сложность этой отрасли.

Одним из тех, кто своим трудом позволил состояться этому чуду, был Мефодий Николаевич Веремьев, главный конструктор тагильского ОКБ-250.

ДАР СУДЬБЫ

Будущий инженер родился 2 июля 1914 года в семье крестьянина хутора Малахова Брянской области. С пятнадцати лет начал работать, сначала секретарем в сельсовете, затем литейщиком на небольшом предприятии в Мариуполе. В семнадцать Мефодий Веремьев – уже студент машиностроительного техникума. Учился, видимо, очень хорошо, поскольку сразу после техникума был направлен в Бежицкий (сегодня это город Брянск) институт транспортного машиностроения. В 1939 году, после 8 лет учебы, дипломированный специалист поступил на Уралвагонзавод.

В то время в промышленности особо ценились практические работники, и Мефодию Веремьеву предложили должность мастера цеха платформ. Активность молодого специалиста не осталась без внимания, вскоре он был назначен старшим мастером конвейера, а в 1940 году – начальником отделения цеха платформ.

Однако в конце года Мефодий Веремьев переходит в конструкторский отдел. Чтобы оценить этот шаг, достаточно напомнить, что интеллектуальный труд в те времена ценился невысоко, оклады конструкторов были ниже, чем у цеховых работников. Вероятно, у молодого специалиста было большое желание испытать себя в творческой деятельности.

Неперспективная с карьерной точки зрения работа стала для Мефодия Николаевича настоящим даром судьбы. Он попал в головное в СССР конструкторское бюро по разработке грузовых вагонов, руководил которым Дмитрий Николаевич Лоренцо – инженер старой русской школы, предопределивший направления развития отрасли до конца XX столетия. Идеальное место для профессионального роста молодого специалиста…

С началом Великой Отечественной войны на Уралвагонзаводе прекратился выпуск традиционной продукции. Предприятие получило шифр «№183» и стало называться Уральским танковым. На месте вагонных конвейеров было налажено массовое производство первоклассных боевых машин – танков Т-34. Конструкторское же бюро во главе с Дмитрием Лоренцо в январе 1942 года переместилось на Алтай, в город Чесноковку, куда уже был эвакуирован с Украины Вагоностроительный завод имени газеты «Правда». Тагильчан там не ждали, поэтому первое время пришлось работать, находясь на грани физического выживания. Во время войны авторитет Веремьева в коллективе значительно вырос. Главный конструктор назначает Мефодия Николаевича руководителем конструкторской группы, затем заместителем начальника отдела. Лоренцо особенно ценил его умение убеждать собеседников и решительность в отстаивании своих идей и разработок.

ОТ ВАГОНОВ К РАКЕТАМ

После возвращения КБ на рубеже 1945–1946 годов в Нижний Тагил Дмитрий Лоренцо все чаще направляет Веремьева в министерства и ведомства. Уралвагонзавод переживал реконструкцию, одной из задач которой было воссоздание вагонного производства, и уже опытному инженеру представилась полная возможность проявить свои творческие способности. Мефодий Николаевич внес большой личный вклад в создание многоосных цельнометаллических вагонов, выпускавшихся затем на разных заводах страны. Вершиной карьеры в вагонном КБ стало назначение Мефодия Веремьева в июле 1953 года заместителем главного конструктора.

Однако и после окончания Второй мировой войны важнейшими аргументами в международной политике оставались мощная армия и современные вооружения. С весны 1946 года в СССР вплотную занялись производством баллистических ракет. Постановлением правительства были образованы НИИ, конструкторские бюро по направлениям работ и определены заводы – производители ракетной техники. В их числе в январе 1953 года оказался и Уральский завод имени И.В. Сталина (Уралвагонзавод), которому была поручена разработка криогенных цистерн для перевозки жидкого кислорода (окислителя ракетного топлива).

Первоначально эту обязанность возлагали на специалистов Мариупольского завода имени Ильича. Используя в качестве прототипа немецкую цистерну, применявшуюся для заправки ракет ФАУ-2, мариупольцы выпустили в 1949 году небольшую партию цистерн 21Н. Вместе с трофейной техникой они обеспечивали запуск ракет Р-1 и Р-2. Мариупольские конструкторы успели подготовить усовершенствованный проект цистерны 21Н1, но затем по требованию Министерства судостроительной промышленности, в ведении которого состоял завод имени Ильича, добились передачи темы Министерству транспортного машиностроения. Так заказ перешел к Уральскому заводу имени Сталина.

Директор завода Иван Васильевич Окунев и главный конструктор вагонного КБ Дмитрий Николаевич Лоренцо, будучи любителями технических новинок, приняли новый заказ с интересом и энтузиазмом. На заводе спешно создаются две рабочие группы: конструкторов во главе с Мефодием Николаевичем Веремьевым и технологов во главе с Николаем Гермагеновичем Трутневым. Испытания цистерны 21Н1 показали ее нетехнологичность для серийного производства; требовалось создать более совершенную конструкцию и технологии ее изготовления. Решение задачи осложнялось отсутствием опыта в области техники низких температур и жесткими, просто немыслимыми сроками исполнения госзаказа.

С РОЛЬЮ ОРГАНИЗАТОРА СПРАВИЛСЯ БЛЕСТЯЩЕ

В феврале 1953 года в заводской сварочной лаборатории начались круглосуточные экспериментальные работы, к которым подключились ученые Института электросварки имени Е.О. Патона. Конструкторы группы Веремьева должны были вносить изменения в чертежи цистерны 21Н1 по замечаниям технологов. Мефодий Николаевич, не ограничиваясь столь скромной ролью, полностью погрузился в опыты и испытания мариупольского изделия.

Цистерна 21Н1 состояла из двух сосудов: внутреннего, изготовленного из алюминиевого сплава АМц, и внешнего стального, разделенных теплоизоляционной прослойкой. По требованию Веремьева в составе металла криогенного сосуда было уменьшено содержание железа, что резко улучшило качество сварки. Новый сплав получил название АМцС – свариваемый. Созданная на Уралвагонзаводе технология стала большим шагом в развитии сварки цветных металлов. Мефодий Николаевич также принял участие в разработке методов контроля сварных швов и проверки герметичности криогенных сосудов.

Мнение Веремьева оказалось решающим при разработке теплоизоляции криогенного сосуда. Наиболее эффективным был, конечно, вакуум, однако в СССР он был опробован только в лабораторных условиях. Промышленное освоение изделий с вакуумной изоляцией на Уралвагонзаводе в отведенные сроки не представлялось возможным. Мефодий Николаевич предложил временно ограничиться мипорой – пенопластом, который использовали в своих цистернах и немцы, и мариупольцы, – но подобрать для нее более оптимальные режимы эксплуатации. Так и было сделано.

После решения ключевых задач, связанных с выбором материалов и подбором технологий, конструкторы под руководством Веремьева создали на базе изделия 21Н1 более работоспособную и надежную цистерну 8Г52. Она отличалась простотой конструкции, технологичностью и применением недефицитных материалов. Серийный выпуск новинки начался с октября 1953 года.

Мефодий Николаевич Веремьев с ролью организатора научно-технического проекта справился блестяще. Тщательный контроль исполнителей на всех этапах изготовления нового изделия, активное сотрудничество с заводскими технологами и учеными отраслевых НИИ стали «фирменным» стилем работы Веремьева-руководителя.

И РОДИЛОСЬ ОКБ-250

Цистерна 8Г52 стала точкой отсчета в становлении нового подразделения. В том же 1953 году завершались работы по созданию межконтинентальной баллистической ракеты Р-7, разработанной под руководством Сергея Королева, началось строительство космодрома «Байконур». Но старт «семерки» оказался под угрозой срыва из-за отсутствия мощных заправочных средств.

Главный конструктор наземного стартового оборудования Владимир Бармин спешно искал разработчиков. К середине 1954 года осталась одна кандидатура – Уралвагонзавод, и без того обремененный госзаказом по серийному выпуску танков, грузовых вагонов да и тех же криогенных цистерн. 27 августа 1954 года Бармин и Королев утвердили техническое задание на разработку и изготовление средств для заправки ракеты Р-7 жидким кислородом и азотом, после чего обратились в правительство СССР с просьбой о создании на УВЗ особого конструкторского бюро по криогенной технике и наземному стартовому оборудованию. ОКБ-250 было организовано 1 октября 1954 года, а его главным конструктором назначен Мефодий Николаевич Веремьев.

Какими будут заправщики жидких кислорода и азота – стационарными или транспортными? Этот вопрос остро встал еще до начала проектирования. В первом варианте упрощалась технология заправки ракеты, но защита хранилища от ударной волны требовала большого объема строительных работ. Подвижные заправщики увеличивали время на подготовку к заправке Р-7, но быстро эвакуировались после старта с остатками криогенных жидкостей. Предложение Веремьева было одновременно оригинальным и практичным. Принять второй вариант, но вести проектирование заправочного комплекса на стартовой позиции с учетом его возможной реконструкции под стационарные хранилища жидких кислорода и азота, что и было произведено позднее.

По воспоминаниям ветеранов, «работа была адовой» и… очень интересной. Новый проект по сложности значительно превосходил предшествующий. Смело используя как базу основные конструкторские решения цистерны 8Г52, криогенщики к весне 1957 года подготовили целый комплект транспортных заправочных средств: железнодорожный заправщик 8Г117 для заправки баков Р-7 жидким кислородом; дозаправщик 8Г118 (предназначенный для постоянной подпитки баков ракеты до момента старта, чтобы компенсировать потери от испарения жидкого кислорода). Специальный агрегат 8Г128 был создан для заправки «семерки» жидким азотом, применявшимся в качестве газа наддува баков ракеты.

Мефодий Николаевич Веремьев – лауреат Ленинской премии, кавалер орденов Ленина, Октябрьской Революции и Трудового Красного Знамени. Фото предоставлено ОАО «НПК «Уралвагонзавод»

В СПИСОК ЛАУРЕАТОВ ЕГО ВНЕС САМ КОРОЛЕВ

Но оказалось, что тагильчан впереди ждало еще одно испытание. Долгожданный старт «семерки» стал аварийным, в неудаче пытались обвинить подвижные заправочные средства Уралвагонзавода. Веремьев убедительно опроверг все обвинения и дал гарантию на успешную работу подвижных заправочных средств при последующих пусках ракеты. После триумфального запуска ракеты Р-7, доставившей на орбиту первый искусственный спутник Земли «ПС-1», не осталось и тени сомнения в профессионализме коллектива ОКБ-250. Сергей Королев лично внес фамилию Веремьева в список кандидатов на присуждение самой престижной награды СССР – Ленинской премии. После первого полета человека в космос Мефодий Николаевич был удостоен ордена Ленина. Тем самым руководство страны оценило вклад главного конструктора, коллектива ОКБ-250 и Уралвагонзавода в освоение космического пространства.

Подвижные заправочные средства, произведенные на УВЗ, обеспечили успешный запуск ракеты-носителя «Восток-1», положивший начало пилотируемой космонавтике, и последующих стартов кораблей серий «Восток» и «Восход». С 1959 года специалисты ОКБ-250 вплотную приступили к покорению вакуума. Веремьев настоял на предварительных исследованиях, доказавших, что создание железнодорожных цистерн с вакуумно-порошковой изоляцией – наиболее простой и рациональный способ решения проблемы испарения содержимого криогенных сосудов во время пути на космодром. Первые отечественные цистерны с порошково-вакуумной изоляцией (8Г512 и 8Г513) были разработаны в 1960 году и обеспечили доставку на космодромы криогенных жидкостей практически без потерь от испарения. Впервые в истории отечественной промышленности была обеспечена вакуумная герметичность сосудов больших объемов, и группа специалистов ОКБ-250 получила первое авторское свидетельство на изобретение за устройство цистерны 8Г513. Она стала базовой конструкцией для нового поколения современных криогенных цистерн.

НАЧАЛАСЬ ЭРА КОСМИЧЕСКИХ ПОЛЕТОВ

В начале 1960-х годов началась разработка эффективной базовой конструкции ракеты-носителя «Союз», которая совершенствовалась на протяжении 1970–1980-х годов. Результатом стало создание исключительно надежной ракетно-космической системы – основы космических программ пилотируемых полетов СССР. Появление «Союза» потребовало реконструкции системы хранения и заправки жидкого кислорода и азота на космодроме «Байконур». Мефодию Веремьеву пришлось вступить в полемику со специалистами военного представительства, предлагавшими изготовить аналоги заправщиков 8Г117 и дозаправщиков 8Г118, используемых при запусках «Востоков» и «Восходов», лишь только заменив изоляцию на современную вакуумную. Однако главный конструктор ОКБ-250 сумел обосновать эффективность создания стационарной системы вместо транспортных средств заправки. Строительные и монтажные работы производились между пусками ракет и не влияли на их график. Первая стационарная система 11Г722 была создана в 1964–1966 годах. Она обеспечивала длительное хранение жидких газов и не требовала сложных подготовительных работ по ее эксплуатации. В модернизированном виде система 11Г722 применяется и в настоящее время.

В 1965 году тагильские криогенщики стали участниками программы создания ракеты-носителя нового типа с высокими энергетическими и эксплуатационными характеристиками – «Протон». Новинка обладала большей грузоподъемностью, чем «Союз», за счет установки четвертой ступени – разгонного блока Д. Основным компонентом топлива для него являлись керосин и переохлажденный жидкий кислород, обладавший большей плотностью, чем обычный жидкий кислород. При создании системы переохлаждения криогенной жидкости и заправки разгонного блока Д необходимо было решить ряд технических проблем, главная из которых – поддержание заданной температуры (до – 195±С) во время нахождения на старте, когда бак, не имеющий теплоизоляции, нагревался. По предложению Веремьева переохлаждение жидкого кислорода перед подачей в разгонный блок достигалось путем прокачки его через теплообменник, находящийся в жидком азоте. Вначале захолаживалась магистраль заправки блока Д, затем – заправка баков, в которых поддерживалась необходимая температура вплоть до старта ракеты-носителя. Криогенная система 11Г725 включала агрегаты хранения, переохлаждения жидкого кислорода и заправки им разгонного блока Д ракеты «Протон». Она была сдана в эксплуатацию в 1966–1967 годах, а способ переохлаждения и заправки ракетного топлива стал использоваться при создании других ракетных комплексов.

ЗАДАЧИ ОСОБОЙ СЛОЖНОСТИ

Потенциал ОКБ-250 и криогенного производства Уралвагонзавода был задействован и в новой государственной программе облета Луны и высадки на нее космонавта – «Н1-ЛЗ». С 1966 года тагильчане работали над созданием комплекса средств доставки, хранения и заправки жидким кислородом и водородом особой чистоты лунного орбитального комплекса (ЛОК) РН «Н1-ЛЗ».

В 1968–1969 годах на «Байконуре» впервые было успешно испытано оборудование для хранения и заправки жидкого водорода – самого эффективного, но чрезвычайно взрывоопасного ракетного топлива. Но его транспортировка на космодром требовала создания особой железнодорожной цистерны, за разработку которой также взялся коллектив ОКБ-250. Эта задача по сложности намного превосходила предыдущие: температура водорода лишь на 20 градусов выше абсолютного нуля, что требовало суперизоляции с более глубоким вакуумом. Начатая в том же 1966 году работа завершилась созданием железнодорожной цистерны ЖВЦ-100. В ней был осуществлен совершенный принцип изоляции – экранно-порошково-вакуумный. Цистерна ЖВЦ-100, серийный выпуск которой начался в 1969 году, стала новым этапом в мировой криогенной технике. Ее модернизированные варианты – ЖВЦ-100М и ЖВЦ-100М2 использовались в других космических проектах.

Самой напряженной работой Мефодий Николаевич Веремьев и его коллектив считали участие в программе ракетно-космической системы «Энергия-Буран». Хотя предписанный правительством объем проектирования и производства для Уральского конструкторского бюро машиностроения (так с 1980 года стало именоваться ОКБ-250) и Уралвагонзавода в указанные сроки был заведомо избыточен, Веремьев принял новый заказ с воодушевлением. С 1976 года как конструкторы, так и работники многих цехов УВЗ оказались обеспечены, без преувеличения, уникальной работой. Они создали оборудование азотообеспечения универсального комплекса «стенд-старт» и стартового комплекса ракеты-носителя, систем хранения и заправки жидким водородом и кислородом корабля «Буран».

ВЕРЕМЬЕВСКИЙ ХАРАКТЕР

По воспоминаниям ветеранов КБ, при работе над проектом часто «создавалась сверхкритическая обстановка». Чтобы найти решение проблемы, нужно было обладать особенным веремьевским характером.

«Это энергичный, пробойный человек, непосредственно участвовавший во всех начинаниях, вносивший свою лепту в каждый проект, умевший поднять и мобилизовать коллектив. Он сохранял воинственность даже в тяжелые для него периоды обострения отношений с директорами, находил поддержку в министерстве и у таких корифеев, как Королев, Бармин, Глушко и др. Веремьев умел активно нападать и рьяно защищаться даже в очень неравных сражениях, он становился ярым и бескомпромиссным. А вот поздравить на торжественных сборах свой коллектив он не мог, у него дрожали губы и глаза застилали слезы...» – вспоминал его заместитель Аркадий Петрович Сац. К сожалению, к моменту триумфального запуска РКС «Энергия-Буран», состоявшегося 15 ноября 1988 года, Мефодий Николаевич уже покинул КБ и Уралвагонзавод, выйдя на пенсию в 1986 году.

В целом созданная под руководством Веремьева техника низких температур оказалась востребованной во всех космических программах Советского Союза, а криогенные цистерны и стартовые заправочные комплексы стали традиционной тагильской продукцией. Кроме этого, была выполнена масса заказов, выходящих за рамки космических программ. Коллектив КБ участвовал в создании ядерного «щита» страны, разработав систему заправки и пусковую установку для боевой ракеты Р-9, энергетическую систему для особо мощных газодинамических лазеров и, конечно, различные криогенные изделия для народного хозяйства страны.

Накопленный огромный опыт Мефодий Николаевич обобщил в диссертации «Разработка конструкции оборудования и технологии по транспортировке, хранению и применению криогенных продуктов, используемых в ракетно-космической технике». Ее успешная защита прошла 30 ноября 1979 года.

Конструкторское бюро, руководимое Веремьевым, и криогенное производство, прозванное в народе «Малой землей Вагонки», превратились в центр научной и технической мысли, школу подготовки высококвалифицированных кадров. Накопленный потенциал стал базой для участия в отечественных космических программах конца XX и начала XXI века ОАО «Уралкриомаш» – наследника веремьевского КБ. А разве могло быть иначе, если жизненным принципом главного конструктора Мефодия Веремьева были слова: «Эх, хорошо, когда работа есть!».