ПУТЬ К «ВОСТОКУ»

Предмет сегодняшней статьи — геофизическая ракета Р-2А. В предыдущих публикациях мы подробно описывали технологию изготовления копий ракет Р-1 и Р-2. Такая же технология применена и для создания модели Р-2А. Не будет лишним ещё раз об этом рассказать для тех, кто не читал тех номеров.

Хочу обратить внимание читателя на то, что копия ракеты Р-2А для соревнований будет несомненно сложнее, чем описанные ранее Р-1 и Р-2. Но это оправдывает себя. Во-первых, наличие боковых бустеров (контейнеров) из-за сложности изготовления центрального корпуса ведёт к увеличению очков за «стенд». Во-вторых, если сделать отстрел боковых мортир в модельном варианте (но об этом ниже), повышаются оценки за полётные демонстрации.

После принятия на вооружение в 1952 году баллистической ракеты дальнего действия (Р-2) возникла необходимость исследования атмосферы на высотах более 200 км. Видимо, в это время и была поставлена задача создания и запуска искусственных спутников Земли. Именно тогда, в 1954 году, на базе ракеты Р-2 и стали разрабатывать геофизическую ракету Р-2А. За основу при её создании взяли технические решения, использованные ранее для исследовательских ракет первых модификаций Р-1 и Р-1Е. Так, для ракеты Р-2А сконструирована новая головная часть массой около 1400 кг — герметичный отсек для исследования жизнедеятельности животных, которые спасались вместе с головной частью.

Торможение головной части производилось раскрытием тормозных щитков. При дальнейшем её снижении последовательно вводились в действие три вытяжных парашюта, а на высоте 1600 -2500 метров раскрывались два основных парашюта.

Полезный груз размещался в головной части и в двух боковых контейнерах, отстреливаемых пневматическими мортирами на высоте порядка 65 км. Головная часть, отделявшаяся на высоте 195 км, включала в себя герметичную кабину для собаки, киноаппарат и научную аппаратуру.

Циклограмма полёта ракеты Р-2А такова: старт — 0 с, отстрел боковых контейнеров (высота — 67 км) — 103 с, отделение головной части (на высоте 195 км) — 188 с, раскрытие парашютов на ГЧ и отстреливаемых контейнерах (высота 5 км), время от старта — 400 с.

С 1957 по 1960 год было проведено 13 запусков геофизических ракет Р-2А, из них 11 — успешных.

Проследив техническую идею их создания, не ускользнёт от нашего внимания и некоторая закономерность в технологии их конструирования на примере диаметра корпуса ракет. Он у первых -1652 мм. Это, видимо, позволяло тогда использовать технологические оправки, штампы для изготовления большой серии ракет. И убедиться в рациональном подходе к созданию новой тогда техники.

Модель-копия ракеты Р-2А выполнена в масштабе 1:25. Надо отметить, что выбранный масштаб позволяет использовать изготовленные ранее оправки для большой серии моделей первых отечественных ракет.

В нашем кружке строились модели в двух вариантах. Для начинающих копиистов — без отстрела, а для подготовленных — с отделением в полёте макетов боковых мортир.

Первый этап создания любой копии -подбор документации — чертежей и фотографий. Надо сказать, что сегодня её много — надо только поискать.

Практическую работу можно начинать с изготовления элементов корпуса. Центральный корпус (цилиндрический) склеивают на оправке диаметром 65 мм из двух слоёв чертёжной бумаги толщиной 0,2-0,25 мм.

После высыхания полученную заготовку обрабатывают (зачищают шов) наждачной бумагой и покрывают одним слоем нитролака. Затем наклеивают на неё один слой писчей бумаги, предварительно сделав на заготовке разметку заклёпочных швов накаткой — шестерёнкой от часов диаметром 30 мм. После просушки поверхность корпуса зачищают мелкой наждачной бумагой и покрывают двумя слоями нитролака. Хочу заметить, что все эти технологические операции выполняются на оправке. Дав просохнуть полученной заготовке, её зажимают в патрон токарного станка и на небольших оборотах (150 — 170 об/мин) торцуют до нужного размера — 284 мм.

Элементы оживальной формы — носовой и хвостовой — склеивают на соответствующих оправках методом папье-маше. Оправки при этом предварительно нагревают и смазывают разделительной мастикой. Наклейку «лепестков» ведут клеем «Столяр», а перед этим их обязательно надо смочить для лучшего прилегания друг к другу по форме оправки. На один слой понадобится восемь — девять «лепестков» шириной 20 — 22 мм. А всего надо наклеить семь — восемь слоёв.

После высыхания полученных заготовок их обрабатывают напильником -для удаления бугров. Далее зажимают каждую в патрон токарного станка и центруют. На малых оборотах (порядка 70 — 100 об/мин) остроотточенным резцом обрабатывают заготовку до нужного размера и вышкуривают. Если есть неровности, шпаклюют и вновь обрабатывают. Затем покрывают нитролаком, размечают расположение заклёпочных швов и прокаткой (шестерёнкой от часов с шагом 1,2 — 1,5 мм) их имитируют. Применять шестерёнку с меньшим шагом не имеет смысла. При дальнейшей покраске деталей такие швы будут затекать краской и нужного эффекта не достичь.

Дав просохнуть краске, заготовки торцуют до нужного размера — нижнюю — до длины 134,6 мм, верхнюю — до 152 мм. После этой операции заготовки слегка нагревают и, зажав оправки в станок, снимают с них детали.

Головной обтекатель длиной 140 мм вытачивают из липы на токарном станке, облегчают внутри и покрывают двумя слоями нитролака. В его верхнюю часть вклеивают наконечник длиной 70 мм, изготовленный из берёзы, а в нижней (широкой) части протачивают «юбку» шириной 5 — 6 мм посредством которой вклеивают обтекатель в носовую (ожи-вальную) часть корпуса. Снизу закрепляют соединительную бобышку, изготовленную из липы с наружным посадочным диаметром 59 мм. В бобышку вклеивают заглушку с закреплённой в ней петлёй из крепкой нити для подвески парашюта.

Соединение центрального корпуса и хвостового элемента проходит в такой последовательности. Вначале склеивают из двух слоёв бумаги «патронки» трубку-огневод длиной 135 мм и закрепляют на ней три шпангоута. Два из них изготовлены из бальзы, а третий — силовой — вытачивают из липы. Собранный силовой блок (огневод со шпангоутами) вклеивают в хвостовой элемент. Затем в него же вставляют и закрепляют здесь соединительную втулку на которую насаживают центральный корпус. В другой (свободный) конец центрального корпуса вклеивают тоже втулку шириной 25 мм для крепления носовой части модели.

Геофизическая ракета Р-2А:

1 — баллистический наконечник; 2 — телеметрическая антенна головной части; 3 — головная часть; 4 — тормозные щитки; 5 — бак горючего; 6 — приборный отстреливаемый контейнер (мортира); 7 — корпус контейнера;

8 — топливный отсек; 9 — приборный отсек; 10 — хвостовой отсек; 11 — консоль стабилизатора; 12 — газовый руль; 13 — аэродинамический руль; 14 — антенна радиокоррекции; 15 — телеметрическая антенна; 16 — сопло ЖРДРД-101

Модель-копия ракеты Р-2А (масштаб 1:25):

1 — наконечник; 2 — головной обтекатель; 3 — тормозные щитки; 4 — соединительная бобышка; 5 — соединительная втулка; 6 — заглушка; 7 — петля подвески парашюта; 8 — нить подвески парашютов (системы спасения); 9 — парашют головной части; 10 — корпус; 11 — парашют корпуса; 12 — пыж; 13 — верхний шпангоут; 14 — соединительная втулка; 15 — трубка (контейнер МРД); 16 — хвостовой отсек; 17 — шпангоут; 18 — руль управления; 19 — силовой шпангоут; 20 — МРД; 21 — стабилизатор; 22 — обтекатель мортиры; 23 — корпус; 24 — контейнер; 25 — шпангоут; 26 — пружина выброса мортиры; 27 — штырёк; 28 — хвостовой обтекатель контейнера

Оправки для изготовления элементов модели-копии ракеты Р-2А:

I — для носовой части; II — для корпуса; III — для хвостового отсека; IV — для корпуса бокового контейнера

Стабилизаторы, их четыре, вырезают из бальзового шпона толщиной 4-5 мм, по краям окантовывают липовыми рейками такой же толщины. После этого тремя клеевыми точками соединяют в пакет и обрабатывают по контуру. Затем пакет разбирают, профилируют каждый стабилизатор, оклеивают писчей бумагой с нанесённой разметкой заклёпочных швов и покрывают нитролаком. Обрабатывая выгнутую сторону, подгоняют каждый стабилизатор к хвостовому отсеку. Места крепления усиливают бумажными полосками, имитируя зализы у ракеты-прототипа.

Корпуса боковых контейнеров выклеивают на фигурной оправке из двух слоёв чертёжной бумаги. После высыхания их вырезают по форме вида сбоку; изнутри, снизу кпеют пластинку из бальзы толщиной 5 мм, а сзади — бобышку, придав ей нужную форму. На нижней поверхности контейнера делают жёлоб для плотного прилегания к корпусу модели и клеят по месту к центральному корпусу.

Отделяемые мортиры — цилиндрические трубки из бумаги с концевыми окончаниями из липы. На нижнем конце каждой мортиры закреплён штырёк из бамбука диаметром 5 мм и длиной 30 мм. На него «надевается» пружинка для отстрела.

После сборки всей модели проводят «наполнение» внешней поверхности наружными элементами (люки, колодки и т. д.), а внутри крепят нитки (фалы) для соединения деталей копии с системой спасения — парашютами. На данной модели их два. Один — диаметром 350 мм -для спасения головной части, второй -диаметром 500 мм — основного корпуса.

Собранную модель слегка зашкуривают. Если есть неровности, шероховатости — устраняют. Красят модель согласно имеющейся документации (фотографиям).

Полётная масса модели-копии Р-2А около 250 г. Стартует она на двигателе МРД 10-10-3 со специальной стартовой установки.

Если модель-копия ракеты Р-2А демонстрирует в полёте отделение боковых мортир, то для этого её нужно снабдить ещё одним двигателем — командным (это может быть МРД-2,5 или МРД-5). Его размещают сбоку от центрального. Он не имеет вышибного заряда и в нём делают небольшие отверстия (диаметр -1-1,5 мм), в которые продевают нитку, фиксирующую мортиры для старта. Такие же отверстия сделаны и в корпусе модели.

Модель-копия в таком варианте стартует с двумя двигателями, но время работы командного МРД — 1,5 — 1,6 минуты. Хочу заметить, что боковое размещение командного двигателя не влияет на траекторию полёта модели из-за малой тяги, к тому же, у модели достаточная площадь стабилизаторов. После старта командный двигатель пережигает нитку, которая удерживает мортиры в контейнерах, пружины на концах мортир «выстреливают» их из контейнеров. Они вылетают и через какое-то мгновение раскрывают тормозные ленты, обмотанные вокруг их корпусов. А модель на основном (несущем) двигателе продолжает полёт.

Надо сказать, что для реализации такого полёта придётся провести большую отработку полётной циклограммы. Советую эту работу лучше проводить на баллистическом макете.

Виктор РОЖКОВ