РАБОТЫ Ю. В. КОНДРАТЮКА В ОБЛАСТИ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. В.П. ГЛУШКО

УДК 629.73(091)

(Доклад, прочитанный В. П. Глушко 21 июня 1972 г. в Институте истории естествознания и техники АН СССР на заседании, посвященном 75-летию со дня рождения Ю. В. Кондратюка. Публикуется с сокращениями.)

Юрий Васильевич Кондратюк родился 21 июня 1897 г. на Украине в г. Полтава. Там же он провел детство и отрочество.

Нужно сказать, что если мы располагаем более или менее подробным материалом для того, чтобы проследить жизнь Юрия Васильевича с середины 20-х до начала 40-х годов, то более ранний период менее изучен, есть много неясностей, противоречивых данных.

Однако Юрий Васильевич интересен для нас своими трудами по космонавтике, и анализу его научной деятельности я и посвящу свой краткий доклад.

В 1916 г. Юрий Васильевич увлекся проблемой космонавтики и посвятил многие годы разработке этой волнующей проблемы. К этому периоду относятся его ранние работы.

Стремление в космос, желание достичь небесных тел, вероятнее всего, родились вместе с первыми проблесками сознания человека, когда он смог поднять голову и посмотреть более или менее разумным взглядом на небо. Это стремление к небесным телам нашло свое отражение, причем весьма широкое, в эпосе, мифах, легендах, сказаниях многих народов нашей планеты.

Но лишь в конце XIX в. гением К. Э. Циолковским были заложены основы науки о полетах к небесным телам - научные основы космонавтики. Как и в других областях науки, крупнейшие и крупные открытия ученых подготавливаются всем ходом событий и развитием науки, предшествующими этому периоду.

Аналогичную картину мы имеем и в данном случае. Циолковский в конце прошлого века открыл путь в космос: впервые дал научное обоснование завоевания космоса ракетными системами. В 1903 г. Циолковский опубликовал свою классическую работу «Исследование мировых пространств реактивными приборами», и вскоре вслед за этим мы видим, как в ряде стран, на разных континентах независимо друг от друга стали возникать классические работы, повторяющие основы, заложенные Циолковским. Так, в 1913 г. и в последующие годы публиковались работы Эно-Пельтри, с 1919 г. - труды Годдарда, а с 1923 г. - Оберта.

И вот на фоне этих независимо возникавших и получавших в различных странах самостоятельное научное решение проблем мы видим аналогичную картину и внутри нашей страны, когда, не зная об этих работах, идя самостоятельным путем, Кондратюк создал теорию ракеты много позже Константина Эдуардовича. Не зная о работах Циолковского, Юрий Васильевич повторил их и, что самое ценное, развил их, и развил весьма ярко.

В 1918 - 1919 гг. была завершена его первая работа, в которой были отражены основные достижения в его разработках того периода. Эта работа была названа Кондратюком «Тем, кто будет читать, чтобы строить». Обратите внимание на название, на практический уклон тех разработок, которые он делал.

Вот перечень основных проблем и задач, которые нашли свое освещение, рассмотрение, а в ряде случаев и решение в этой первой работе Юрия Васильевича.

Выше уже упоминалось, что Кондратюк вывел основное уравнение движения ракеты оригинальным методом, отличавшимся от тех, которыми пользовались другие авторы. Пользуясь уравнениями не для работы, а для скоростей и ускорений, Кондратюк вывел те же самые основные формулы движения ракеты, что и Циолковский. В этой работе он дал принципиальную схему и описание четырехступенчатой ракеты на кислороде и водороде. Там же он приводит описание камеры сгорания, схемы устройства ее головок, с шахматным и иным расположением форсунок, предвосхищая как раз те схемы головок, которые используются по настоящее время. Он описывает в этой работе параболоидальное сопло как имеющее наименьшие потери, далее он уделяет внимание турбонасосному агрегату как средству подачи топлива в двигатель, описывает регуляторы этого ЖРД.

По системе управления он дает краткое схематичное описание системы, использующей гироскопы с приводом на поворотную выходную часть сопла. Вспомним, что поворотную выходную часть сопла предлагал еще Циолковский в своих ранних работах, но Кондратюк ознакомился с ними много позже, и то только с небольшой частью работ Циолковского. Весьма любопытно также, что в этой работе Кондратюк предложил использовать плавающие гироскопы для систем управления. Это та система подвески гироскопа, которая считается сейчас самой перспективной и находится в числе используемых в настоящее время в системах управления ракетами. К этой системе с плавающими гироскопами перешли относительно недавно.

В этом же труде Кондратюк предложил использовать сопротивление атмосферы для торможения ракеты при спуске на небесные тела с целью экономии топлива. Для экономии энергии при полетах к небесным телам он предложил выводить космический корабль на орбиты искусственных спутников с последующим отделением от этого корабля посадочно-взлетного аппарата, собственно, и осуществляющего эту посадку и связь с небесным телом, что, естественно, приводит к большой экономии энергии. В печати США отмечалось, что полет космического корабля «Аполлон» был выполнен по схеме, предложенной Кондратюком (Статья «Как идея, которую никто не признавал, воплотилась в ЛЕМ (лунный корабль. - Прим. ред.)». - Лайф, 31 марта 1969 г. и др.).

Кондратюк предложил в этой работе располагать базы для снабжения космических кораблей не на Земле, и даже не на орбите спутника Земли, а на орбите спутника Луны и на Луне, приводя энергетические обоснования. Он предусматривает использование солнечной энергии для обработки лунных пород с целью получения из них компонентов топлива для снабжения ракет.

Весьма яркой и интересной является идея Кондратюка, также получающая ныне свое использование, - это идея использования гравитационного поля встречных небесных тел как для до разгона ракеты, так и для ее торможения.

Известен американский проект «Большой тур», который в несколько раз сокращает время пролета всех планет нашей солнечной системы с помощью ракеты за счет использования полей тяготения Юпитера, Сатурна и других планет. Над подобными проектами работают и в других странах. В его основе лежит идея, высказанная еще в давние времена в первой работе Кондратюка. И, наконец, в этом же труде он рассматривает использование солнечной энергии с помощью зеркал-концентраторов, расположенных на искусственных спутниках, систем больших зеркал для освещения планет, для изменения климата на них и для межпланетной сигнализации.

Остановлюсь, наконец, еще на одном интересном разделе этой работы, где рассматривается применение электрической энергии для ракетных двигателей и предлагаются электростатические ракетные двигатели, работающие на катодных лучах, на порошках и на тонко-пульверизированной жидкости. Вспомним ныне разрабатываемые так называемые коллоидные двигатели, т. е. электростатические двигатели, работающие на глицерине и на других жидких тонкопульверизированных рабочих телах, то же самое с порошкообразными рабочими телами.

Уже один этот перечень, далеко не полный, показывает обилие оригинальных, интересных идей, которые впервые высказал Кондратюк и которые сейчас частично используются, частично и ныне являются новинками, а некоторые из них еще только предстоит использовать ввиду их эффективности.

Приходится сожалеть, что эта рукописная работа с большим опозданием, лишь в 1938 г., была передана Кондратюком Б. Н. Воробьеву. Приходится еще раз пожалеть, что она так долго без движения находилась в руках человека, известного своими историческими работами по авиации, ракетостроению и космонавтике, пролежала в его личном архиве. Лишь в начале 60-х годов эта рукопись была передана в Институт истории естествознания и техники АН СССР и опубликована в 1964 г. в сборнике, посвященном первым пионерам ракетной техники.

Но даже если взять за исходный 1964 г., то после 1964 г. появились плавающие гироскопы; использование гравитационных полей для разгона ракет и многое другое как бы получили второе рождение у тех, кто не знал о работах Кондратюка.

Следующая работа Кондратюка была опубликована в 1929 г. в Новосибирске в виде небольшой книги. Об ее издании нужно сказать несколько слов. Это тоже теоретическое исследование, как и первая рукописная работа, однако Кондратюк просит в этой книге рассматривать публикуемый материал как проект. Название его первой работы, обращение его к читателю во второй его работе показывают, что эти исследования в руках Кондратюка приобретали прикладной характер, не отвлеченный. При рассмотрении разрабатываемых им проблем он оценивал, реально или нереально их осуществление. Уделял внимание и экономической оценке технического решения. И делал расчеты с той точностью, которая была ему в то время доступна.

В этой книге более подробно изложено большинство тех проблем, которые я перечислил и которые были отражены в его первом рукописном труде, а кроме того, он сделал ряд дополнительных предложений, например ракетно-артиллерийское снабжение спутников Земли, использование в качестве горючих ракетного топлива бороводородов.

Ракетно-артиллерийское снабжение не получило практического применения. Были попытки его осуществления с помощью орудий, кажется, морских, больших калибров, да еще с составными стволами в Америке; одно время запускались снаряды на большие высоты. Конечно, не на орбиты ИСЗ, но с перспективой, с надеждой в дальнейшем за счет дополнительного реактивного заряда выводить их на орбиту. Что касается предложенных Кондратюком для использования в качестве компонентов ракетных топлив некоторых металлов и металлоидов, а также бороводорода, следует особо отметить, что это очень перспективное предложение. Бороводород является наиболее эффективным из известных высококипящих жидких горючих для ракетного топлива. Могу привести одну цифру - при переходе на бороводород с другого горючего можно на несколько десятков секунд повысить удельный импульс ракетного двигателя. Сочетание пентаборана с оптимальным для него окислителем дает прирост удельного импульса до 50 с по сравнению с другим тоже высококипящим, обычно применяемым в ряде стран топливом типа азотного тетроксида с гидразином или его производными. Топливо на основе пентаборана очень перспективное, его изучают во многих странах с целью практического использования.

В этой книге особенно подробно разработаны проблемы энергетически наивыгоднейших траекторий космического полета, использование атмосферы планет для спуска, промежуточных заправочных баз в виде спутников Луны, планет, определена последовательность первых этапов освоения космического пространства и рассмотрен ряд других проблем.

Отдавая должную дань прогнозам Циолковского в деле освоения человеком космоса с созданием поселений в космосе и перелетом к другим солнечным системам при заметном ослаблении солнечной деятельности, при угасании нашего Солнца, Кондратюк указывает в своей книге, что мы и сейчас, на первом этапе освоения космоса, можем получить очень много полезного для нас, живущих на Земле, для лучшего устройства наших дел на Земле, для лучшего использования наших возможностей на нашей планете. Вот для этого нам нужно в первую очередь и в ближайшее время осваивать космос.

Все это указывает на практический подход Кондратюка к проблеме. Он все примерял к текущему времени, смотрел, что можно в ближайшее время извлечь полезного из этого дела, отнюдь не отвергая, а целиком поддерживая дальние прогнозы, которые были сделаны патриархом космонавтики Константином Эдуардовичем.

Редактором этой книги, изданной в 1929 г., которая называлась «Завоевание межпланетных пространств», был В. П. Ветчинкин. Редакторы бывают разные, с разной глубиной проникновения в редактируемый материал. Этот редактор и запятой не оставлял непроверенной. Я позволю себе привести некоторые выдержки из предисловия редактора (Предисловие В. П. Ветчинкина опубликовано в книге Ю. В. Кондратюка «Завоевание межпланетных пространств» [1]. ). О В. П. Ветчинкине, я полагаю, незачем говорить, аттестуя его. Все мы знаем и глубоко уважаем его как одного из пионеров нашей ракетной техники. Сейчас в Институте истории естествознания и техники АН СССР готовится к печати второй том издания, посвященного пионерам ракетной техники, который открывается описанием трудов В. П. Ветчинкина по ракетостроению и космонавтике (В настоящее время этот том уже вышел в свет (см. [2]). - Прим. ред.).

Вот это предисловие: «Предлагаемая книжка Ю. В. Кондратюка, несомненно, представляет наиболее полное исследование по межпланетным путешествиям из всех писавшихся в русской и иностранной литературе до последнего времени. Все исследования проделаны автором совершенно самостоятельно на основании единственно подученных сведений, что на ракете можно вылететь не только за пределы земной атмосферы, но и за пределы земного тяготения. В книжке освещены с исчерпывающей полнотой все вопросы, затронутые и в других сочинениях, и, кроме того, разрешен и ряд новых вопросов первостепенной важности, о которых другие авторы не упоминают. К числу последних относятся (я приведу лишь некоторые из них. - Авт.): 2. Предложение пользоваться твердыми горючими (литий, бор, алюминий, магний, силиций) в дополнение к газообразным как для повышения теплоты сгорания, так и для применения сжигаемых баков, которые после опорожнения от жидкого горючего сами обрабатываются и отправляются в печь. Такое же предложение было высказано инженером Ф. А. Цандером на докладе в теоретической секции Московского общества любителей астрономии в декабре 1923 г. (Доклад Ф. А. Цандера в теоретической секции МОЛА состоялся не в декабре 1923 г., а в январе 1924 г. - Прим. Ред.), но в рукописи Ю. В. Кондратюка это предложение фигурировало раньше доклада Цандера (Предложение об использовании твердого строительного материала ракеты в качестве дополнительного горючего было впервые высказано Ф. А. Цандером не в докладе 1924 г., а в рукописи 1909 г. [3]. - Прим. ред.).

3. Он первый дал формулу, учитывающую влияние веса баков для горючего и кислорода (пропорциональный пассив по терминологии автора) на общий вес ракеты, и доказал, что ракета, не сбрасывающая и не сжигающая своих баков во время движения, вылететь за пределы земного тяготения не может.

4. Иму же принадлежит предложение делать ракету с крыльями и летать на ней в воздухе, как на аэроплане. В иностранных работах подобное предложение отсутствует вовсе (Это утверждение В. П. Ветчинкина неточно. В рукописях Р. Годдарда предложение использовать на ракетах крыльях встречается уже в 1908 г. [4]; в печати это предложение было опубликовано впервые в 1913 г. в работе Р. Эсно-Пельтри [5]. - Прим. ред.) (там вместо него фигурируют парашюты для спуска на землю), а в русских работах - было высказано Ф. Л. Цандером на том же заседании и затем напечатано К. Э. Циолковским - все же после того, как появилось в рукописи автора. Но исследование Ю. В. Кондратюка идет далее, так как он не только указывает на необходимость применения крыльев, но и приводит довольно подробное исследование, при каких ускорениях крылья будут полезны, какие при этом будут углы наклона траектории ракеты к горизонту, и дает наивыгоднейшую силу реакции ракеты при полете в воздухе; она оказывается порядка первоначального веса ракеты. Вообще динамика взлета ракеты представляет труднейшую часть вопроса, и Ю. В. Кондратюк разрешил ее с наибольшей полнотой сравнительно со всеми другими авторами. Здесь же приведено исследование нагревания передней части ракеты о воздух с учетом как адиабатического сжатия воздуха, так и лучеиспускания поверхности ракеты и самого нагретого воздуха. Этим вопросом также никто не занимался. При этом все числа даны у Ю. В. Кондратюка, хотя и довольно грубо (об этом он сам упоминает в предисловии), но всегда с погрешностью в невыгодную для конструктора сторону...

Также весьма продуманным является и заключительный параграф - о подготовительных работах по осуществлению межпланетных путешествий».

Завершается это предисловие В. П. Ветчинкина такой фразой: «Предлагаемая книжка будет служить настольным справочником для всех, занимающихся ракетным полетом. Москва, 4 декабря 1927 г.»

Следует еще сказать, как увидела свет эта книга. Ветчинкин пишет, что в 1925 г. эта рукопись была прислана Кондратюком для издания в Москву и попала ему на рецензию. В том же году Ветчинкиным была написана блестящая рецензия и Главнаука выделила деньги на издание этой книги. Но потом дело затянулось, деньги Главнаука забрала обратно, и, несмотря на старания автора и Ветчинкина, эта работа не была издана из-за «неактуальности темы», как тогда считалось. Кончилось тем, что Кондратюк стал откладывать деньги из своего заработка. Он пишет, что стал машинистом-механиком, потом конструктором и это позволило ему накопить средства, необходимые для издания книги за свой счет, что и было сделано в Новосибирске в 1929 г.

Кондратюк пишет в книге, что для дальнейшей успешной работы совершенно необходимо переходить к экспериментам, так как одни теоретические исследования не позволят, по сути дела, продвинуть реализацию этой проблемы. Он пишет, что собирается сам накопить деньги для того, чтобы приступить к экспериментальным работам. Каким путем? За счет реализации изобретений в других областях, актуальность которых ни у кого не вызывает сомнений. И вот он начал заниматься электроветровыми станциями, элеваторным делом и получил ряд патентов на изобретения, сделал рационализаторские предложения. Кондратюк собирался за счет их реализации получить деньги для экспериментальных работ, но он не проводил никакие экспериментальные работы по интересующей нас теме - по космонавтике.

Несколько слов надо сказать о Кондратюке как об исследователе. Это была яркая личность, очень деятельный, инициативный, талантливый человек, беспокойный по натуре, который все время искал что-то новое, не что-то вообще, а именно свое новое, нашел его и посвятил этому свою жизнь.

Судя по материалам автобиографии Кондратюка, он был очень разносторонний человек, много раз изобретал уже изобретенное, о чем узнавал впоследствии, но это участь многих талантливых изобретателей и исследователей.

В 1930-е годы Ю. В. Кондратюк занимался проектированием электроветровых станций и по ходатайству Серго Орджоникидзе, который следил за этими разработками, был направлен на Украину, где над этой темой велась работа при участии, причем при руководящем участии Кондратюка.

В начале Великой Отечественной войны 1941 - 1945 гг., в тяжелое время, которое испытывала наша Родина, Кондратюк пошел добровольцем в народное ополчение, а затем, когда враг был на подступах к столице нашей Родины, сражался в составе одной из армий Западного фронта и сложил свою голову в начале 1942 г.

Какой итог можно подвести всему сказанному в нескольких словах? Я бы сказал, что отечественная наука может гордиться выдающимися научными работами по космонавтике Юрия Васильевича Кондратюка, именем которого в ознаменование его научных заслуг назван один из кратеров на обратной стороне Луны.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кондратюк Ю. В. Завоевание межпланетных пространств. Новосибирск, 1929.

2. Пионеры ракетной техники. Ветчинкин, Глушко, Королев, Тихонравов. Избранные труды. М., 1972.

3. Цандер Ф. А. Проблема полета при помощи реактивных аппаратов. М., 1932, с. 88.

4. The Papers of Robert H. Goddard. New York, 1970, p. 695.

5. Esnault-Pelterie R. Consideration sur les resultats d^'un allegement indefini des mo-teurs. - J. de Phis, theor. et appl., 1913, ser. 5, v. III, p. 100.