В марте 2024 года исполняется девяносто лет со дня рождения Юрия Алексеевича Гагарина — первого космонавта планеты. Его жизнь и достижения хорошо изучены, но многочисленные биографы представляют Гагарина публике прежде всего как народного героя, олицетворяющего извечное стремление к звёздам. Гораздо меньше внимания уделяется его научной деятельности, что объясняется секретностью, долгое время окружавшей передовые разработки в области космонавтики, к которым он был причастен. В новом веке, когда стали доступны архивные материалы, появилась возможность узнать больше о вкладе Гагарина в науку.
У Юрия Гагарина, родившегося 9 марта 1934 года в селе Клушино Гжатского района Смоленской области, было мало шансов получить полноценное высшее образование. Занятия в местной школе прервала война, а после неё семейство Гагариных переехало в разрушенный Гжатск, где школьников часто вместо уроков привлекали к уборке урожая, разбору завалов, строительству и озеленению улиц.
Мальчик, разумеется, как и остальные дети, помогал родителям по хозяйству, но при этом увлекался фотографированием и художественной самодеятельностью, очень много читал. Память у него была цепкой, поэтому он легко, быстро и надёжно усваивал любой материал.
Особенно ему нравились занятия в авиамодельном кружке, о чём он написал в автобиографической книге «Дорога в космос» (1961): «Мы сделали летающую модель самолёта, раздобыли бензиновый моторчик, установили его на фюзеляж, сделанный из камыша, казеиновым клеем прикрепили крылья. То-то радости было, когда эта модель взмыла в воздух и, набирая высоту, полетела, проворная, как стрекоза!»
Кружком руководил учитель физики Лев Михайлович Беспалов, служивший во время войны штурманом бомбардировщика «Ту-2». Считается, что именно он первым рассказал Гагарину о калужском теоретике космонавтики Константине Эдуардовиче Циолковском и дал почитать его книгу. История эта не выглядит достоверной, потому что издававшиеся в то время научные труды Циолковского не были рассчитаны на подростков, а его фантастические повести выходили до войны и стали библиографической редкостью. Тем не менее Гагарин мог узнать о Циолковском из небольшой книжки, которой наверняка пользовался Беспалов, — из руководства М. И. Панкова «Работа авиамодельного кружка» (1947). В ней, правда, рассказывалось не о космических полётах, а о проекте цельнометаллического дирижабля, на реализацию которого Циолковский безуспешно потратил много сил в конце своей жизни.
Гагарин получал пятёрки не только по математике и физике, но и по другим предметам. Останься он в Гжатске, то, возможно, занимался бы радиоэлектроникой, работал бы на оборонную промышленность и стал бы уважаемым профессором, доктором технических наук, как его друг-одноклассник Лев Николаевич Толкалин. Но семья Гагариных бедствовала, денег на продолжение образования не хватало (обучение в старших классах в то время было платным), и летом 1949 года Юрий решил поступить в Люберецкое ремесленное училище № 10 при Государственном заводе сельхозмашин имени А. В. Ухтомского на специальность литейщика-формовщика, начав самостоятельную жизнь.
После окончания училища для повышения квалификации Гагарин отправился в Саратовский индустриальный техникум Главного управления трудовых резервов, где проучился до июня 1955 года. На новом месте будущий космонавт принял участие в работе физико-технического кружка, который вёл требовательный преподаватель Николай Иванович Москвин.
Сохранилось множество свидетельств, насколько глубоко и серьёзно юноша осваивал прикладные науки. Виктор Порохня, обучавшийся в техникуме, вспоминал: «По многим вопросам в кружке зачастую вспыхивали споры, зачинщиком которых бывал Юра. Иногда он, чтобы доказать свою правоту, переворачивал сотни страниц научных книг, ставил опыты в пределах возможностей нашего кабинета физики. Конечно, чаще всего правым оказывался Николай Иванович, но ему нравились любознательность, целеустремлённость и упорство Гагарина, поэтому он именно Юрия рекомендовал избрать старостой нашего кружка. Вскоре в актовом зале состоялся вечер физики. Собрались здесь не только учащиеся техникума, но и студенты физико-математического факультета педагогического института. Перед этой аудиторией Юрий сделал доклад о К. Э. Циолковском и его учении о ракетных двигателях и межпланетных путешествиях».
Вряд ли в тот период Гагарин всерьёз задумывался о космонавтике, — скорее всего, его доклад был приурочен к 95-летию калужского теоретика, который отмечали в сентябре 1952 года. Но интерес молодого человека к необычной тематике показывает, что Юрий стремился получить более глубокое образование, чем давал техникум. Вполне вероятно, именно в Саратове он задумался о необходимости учиться дальше — на инженера или даже научного работника.
Судьба распорядилась иначе: в сентябре 1954 года Гагарин узнал, что можно подать заявку на отделение пилотов Саратовского аэроклуба ДОСААФ. Этот шаг навсегда связал его жизнь с авиацией. Впрочем, сменив профессию, Юрий не изменил своим привычкам. Его однокурсники по аэроклубу и 1-му Чкаловскому военному авиационному училищу лётчиков (ЧВАУЛ) имени К. Е. Ворошилова в Чкалове (ныне Оренбург), куда Гагарина направили в октябре 1955 года, отмечали его желание узнать как можно больше.
Рвение молодого человека отметил Иван Михеевич Полшков, командир полка боевого применения авиации: «Юрий Алексеевич действительно был увлечён авиацией. Кроме учебников по проходимому материалу, он постоянно изучал вырезки из газет, журналов, статей, освещающих теорию полёта и практическую аэродинамику...». От Гагарина никто не требовал загружать себя дополнительной работой, тем более что в училище он проходил ускоренный курс подготовки и лишнего времени у курсанта не было. Однако Юрий продолжал «грызть» гранит науки. Судя по воспоминаниям друзей, он собирался стать лётчиком-испытателем.
Осенью 1957 года Юрий закончил ЧВАУЛ по первому разряду, получил звание лейтенанта, диплом с отличием, квалификацию пилота-техника и направление в войсковую часть 769-го истребительного авиационного полка, дислоцировавшегося поблизости от посёлка Луостари-Новое Мурманской области. Там, летом 1959 года, его и нашли военные медики, которые проводили отбор в формирующийся отряд космонавтов. И, конечно, Гагарин, искавший новые пути для саморазвития, согласился на их предложение полетать на «ракетной технике». Такое впечатление, что он всю жизнь готовился к получению приглашения в космос и без раздумий откликнулся на него.
КОНСТРУКТОР КОСМИЧЕСКОГО КОРАБЛЯ
В отряд Центра подготовки космонавтов Военно-воздушных сил (ЦПК ВВС) отобрали двадцать лётчиков, но только двое из них оказались с высшим образованием: Павел Иванович Беляев и Владимир Михайлович Комаров. При этом все они имели самое общее представление о современном состоянии ракетно-космической отрасли, ведь технические подробности ракет-носителей и космических кораблей были в то время засекречены.
В марте 1960 года слушатели отряда начали собираться в Москве, и вскоре сотрудники Особого конструкторского бюро № 1 (ОКБ-1), которым руководил Сергей Павлович Королёв, стали читать им лекции по теории космического полёта и конструкции корабля «Восток». Всё тогда было внове, всё делалось впервые, поэтому лётчикам пришлось выступать в роли испытателей перспективной техники, невзирая на отсутствие соответствующих навыков. Когда в ноябре наступил этап тренировок на макетах корабля, слушатели, работая с ними, давали рекомендации по улучшению эргономики кабины пилота, в которой им предстояло отправиться на орбиту. В частности, они попросили поменять спинку кресла, поскольку она показалась слишком жёсткой; добавить съёмные светофильтры на иллюминаторы, чтобы солнечные лучи не слепили при вращении корабля в пространстве; окрасить приборную доску в серый цвет для контраста с приборами; ввести ручное управление в систему терморегулирования и так далее.
В марте 1961 года «Восток» был уже в целом подготовлен к полётам в пилотируемом варианте. Прибывшие на космодром пилоты — будущие космонавты — Юрий Гагарин и Герман Титов забирались в кабину корабля, который должен был вскоре отправиться в полёт, и высказывали свои замечания. Они рекомендовали установить дополнительные поручни для облегчения изменения положения тела в кресле и разместить часы на видном месте. По сути — рационализаторские предложения, позволявшие конструкторам усовершенствовать кабину.
Как известно, 12 апреля 1961 года на орбиту отправился Гагарин, а 6 августа — Титов. Дальнейшие планы предусматривали наращивание числа запусков и времени пребывания в космосе. Поэтому остро встал вопрос о получении космонавтами высшего образования. Самым подходящим местом для этого оказалась Военно-воздушная инженерная академия (ВВИА) имени профессора Н. Е. Жуковского, которую закончил Владимир Комаров.
В разработке учебного плана самое активное участие принимал Сергей Королёв. В записках современников сохранилось его высказывание, обращённое к преподавателям ВВИА: «Покажите им, как тяжело быть в нашей „шкуре”. Это очень важно. „Шкуру” космонавта они почувствовали, а „шкуру” главного конструктора нет. А им надо хорошо понимать трудности конструктора. Проблема-то одна, её не разорвёшь на части...»
Обучение в академии, формально начавшееся 1 сентября 1961 года, давалось космонавтам нелегко, ведь в то же самое время нужно было посещать тренировки, летать для сохранения навыков пилота, заниматься общественно-политической работой. Поэтому оно быстро приобрело очно-заочную форму и продолжалось больше шести лет.
Поскольку космонавты поступали без экзаменов, имея за плечами лишь среднее образование разного качества, то на начальных занятиях выявились серьёзные пробелы. Все, включая Гагарина, нахватали двоек. В какой-то момент ситуация стала настолько критической, что первый космонавт по поручению друзей обратился к главнокомандующему ВВС с просьбой перевести всех в Военно-воздушную академию в Монино, выпускником которой был Павел Беляев. В ней готовили командные кадры для авиации, занимались развитием оперативного искусства и тактики воздушных операций, поэтому считалось, что лётчикам там учиться намного легче. Маршал Константин Андреевич Вершинин выслушал Гагарина и ответил: «В ближайшее время у меня не будет флотилий космических кораблей, которыми вы смогли бы командовать, поэтому учитесь в „Жуковке”!»
Надо отдать должное нашим космонавтам: несмотря на тяжёлый график и строгость преподавателей, они смогли добиться больших и вполне заслуженных успехов. Скидок никому не делали. Гагарин выбился в отличники раньше остальных, что вполне объяснимо: он всегда был настойчив в учёбе и благодаря отличной памяти привык схватывать новое на лету.
На втором году обучения в академии сформировалась группа преподавателей, которые рассматривали работу с Гагариным и его товарищами как возможность принять участие в космической деятельности, поэтому с энтузиазмом взялись за создание методики обучения, помогающей осваивать традиционные дисциплины быстрее, чем принято по программе, и напрямую увязанной с практикой полётов на орбиту. Благодаря им появились новые учебники и пособия, объединяющие близкие теоретические курсы. Среди профессоров академии того времени был, например, Георгий Иосифович Покровский — ярчайшая личность. Он вошёл в историю не только научными, но и научно-популярными работами, публиковавшимися в молодёжных журналах. Кроме того, он был неплохим художником, часто обращавшимся в своём творчестве к теме космоса.
Профессор Сергей Михайлович Белоцерковский, возглавлявший кафедру аэродинамики, оставил подробные мемуары: «Помню, как начальник учебного отдела академии А. И. Бутенко привёз меня в Звёздный городок — тогда он мало кому был известен — и представил группе слушателей-космонавтов во главе с Гагариным. Мне почему-то сразу бросилась в глаза одна особенность, так сказать, аудиторной дислокации слушателей, которая сохранялась на всех занятиях. За первым столом сидел Гагарин, а за последним — Титов. Как-то позже я поинтересовался у Германа Степановича, почему он всегда занимает последний стол, хотя впереди есть свободные места.
— Школьная привычка, — последовал ответ. — Люблю видеть перед собой весь класс, всю группу.
Занятия в то время проходили и у них, в Звёздном, и у нас, в академии: из четырёх-пяти учебных дней в неделю два — там и два-три — у нас. Естественно, всё, что требовало применения экспериментальных установок, тренажёров, вычислительных машин, проводилось в академии».
В октябре 1965 года встал вопрос о темах дипломных работ. Белоцерковский встретился по этому поводу с генерал-лейтенантом Николаем Петровичем Каманиным, помощником главкома ВВС по космосу. Академия предложила несколько тем, таких как: «Орбитальный самолёт-разведчик», «Орбитальный самолёт-перехватчик» и «Космический корабль для нанесения ударов по объектам на Земле». Каманин не стал оспаривать выбор, но предложил подумать над комплексной темой «Освоение Луны», в рамках которой можно было бы назначить более конкретные направления работ: «Научные аппараты для изучения Луны», «Пилотируемые корабли для облёта Луны», «Пилотируемые корабли для высадки на поверхность Луны и возвращения на Землю», «Оборонное значение освоения Луны». Он обсудил их с Гагариным, но тот сразу заявил, что с лунной темой группа не справится: она слишком сложна в своей многогранности. В конечном счёте остановились на космо-плане — орбитальном самолёте, стартующем на ракете-носителе. При возвращении он, планируя в атмосфере, мог сесть на любой аэродром. Тема была близка и руководству академии, и космонавтам, и Сергею Королёву, который перед войной пытался построить ракетный самолёт.
Ещё до появления космонавтов в ВВИА велись эскизные проработки проекта многоразового высокоманёвренного крылатого орбитального корабля, названного в документах «КЛА» (Космический Летательный Аппарат). Понятно, что в силу специфики своей деятельности основное внимание сотрудники академии уделяли вопросам маневрирования в атмосфере на участках снижения и посадки. Они не сомневались, что такой аппарат должен быть крылатым. Однако крылья, создающие подъёмную силу, трудно защитить от теплового воздействия на гиперзвуковых скоростях полёта. Выход был найден в интересной технической идее — использовании решётчатых крыльев: они должны были раскрываться после прохождения участка максимального теплового воздействия, на высотах от 45 до 25 км, обеспечивая возможность маневрирования.
В 1962 году образовалась группа, в которую вошли ведущие специалисты академии, включая сотрудников Белоцерковского с кафедры аэродинамики. Результаты исследований по теме, получившей неофициальное название «Решётка-62», обобщили в двух коллективных отчётах, которые разослали в заинтересованные организации и бюро Королёва.
Таким образом, к началу обучения космонавтов сложился коллектив, имевший опыт научной работы в области многоразовых космопланов. Очевидно, что Гагарину и его товарищам было выгоднее взять дипломную тему, хорошо знакомую их академическому окружению, а не лунные проекты, к которым сотрудники Белоцерковского не имели допуска.
Каждый из космонавтов получил свой самостоятельный раздел, который тщательно увязывался со всеми остальными таким образом, чтобы в совокупности все работы можно было рассматривать как техническое предложение по проекту нового космического корабля. Само собой получилось так, что особое место занял Гагарин. Именно он распределил дипломников по руководителям и лично провёл обсуждение темы с Сергеем Королёвым, который помог определить вариант облика «КЛА» для проекта. Сотрудники академии стояли за складные решётчатые крылья, но Королёв предложил заняться более традиционной самолётной компоновкой.
Направления деятельности, выбранные дипломниками, также многое говорят о научно-инженерных предпочтениях членов отряда космонавтов. Юрий Гагарин отвечал за общую методологию использования «КЛА» и выбирал конфигурацию аппарата (аэродинамические формы, размеры несущих элементов, способы посадки). Получалось, что он выступал неформальным главным конструктором. Систему аварийного спасения аппарата отрабатывал Герман Титов. За расчёт аэродинамических характеристик и теплозащиту отвечал Андриян Николаев. Силовой установкой занимался Павел Попович, системами ориентации — Евгений Хрунов, топливной системой и ракетным двигателем — Валерий Быковский.
Окончательный вариант космоплана с рассчитанными геометрическими параметрами утвердили в 1966 году. По чертежу-эскизу Юрия Гагарина была изготовлена деревянная модель для аэродинамических исследований, получившая название «ЮГ». Дальнейшие исследования выбранной схемы выявили проблему, с которой сталкиваются все конструкторы подобных аппаратов: не удавалось обеспечить балансировку на всех (гипер-, сверх-, транс- и дозвуковых) участках полёта. У модели «ЮГ» это особенно проявлялось на сверхзвуковых скоростях.
Через много лет проблему научились обходить за счёт автоматического управления с помощью бортовых электронно-вычислительных машин. Но в те годы Юрию Гагарину ничего не оставалось, как добавить на свой «КЛА» переднее горизонтальное оперение — в качестве стабилизаторов он применил складные решётчатые крылья. При этом, правда, вопрос складывания и выпуска решёток на уровне конкретной конструкции не прорабатывался — его оставили на потом.
К середине осени 1967 года проект аппарата вчерне был «увязан», и начался критический просмотр сделанного. Нерешённой осталась ещё одна проблема — крутая предпосадочная траектория. Для консультации привлекли Александра Андреевича Дьяченко — специалиста по динамике полёта. Ознакомившись с работой, он спросил Гагарина: «А самолёт-то вы сажать собираетесь?» И услышал ответ: «В крайнем случае, посажу на парашюте». В результате Дьяченко выдал резко отрицательное заключение: «В работе крупный дефект: не изучена динамика посадки. Приземление самолёта на парашюте — абсурд».
После нескольких дней обсуждения приняли решение по дальнейшим шагам: доработать аэродинамику аппарата, организовать изучение процесса посадки для определения оптимального способа пилотирования, рассмотреть вопрос об установке небольшого воздушно-реактивного двигателя, обеспечивающего посадку.
Гагарин был против последнего предложения, ведь оно потребовало бы изменения всего дипломного проекта. Поэтому он пошёл другим путём. На кафедре динамики полёта был смонтирован моделирующий стенд-тренажёр, включавший электронно-вычислительную машину
МН-8, кресло лётчика с органами управления и регистрирующие приборы. Гагарин самостоятельно провёл на нём двести зачётных «посадок». Причём «посадки» совершались как в идеальных условиях, так и с учётом ветра и кривизны Земли, что наряду с улучшением аэродинамики аппарата позволило Гагарину обосновать отказ от дополнительного двигателя. Созданный тренажёр с полным основанием можно считать первым в нашей стране пилотажным стендом.
Поскольку космонавты собирались завершить обучение в начале 1968 года, все последние несколько месяцев перед защитой они поступили в полное распоряжение академии. Жили в курсантском общежитии и работали по двенадцать-четырнадцать часов в сутки. Для Гагарина выделили небольшой кабинет на третьем этаже в аэродинамической лаборатории, где он, завершая дипломную работу, трудился с 4 января по 16 февраля. А так как именно ему выпало быть «главным конструктором», пояснительная записка оказалась вдвое больше по объёму, чем у других.
17 февраля 1968 года Юрий Гагарин блестяще защитил работу «Исследования по аэродинамике и динамике полёта орбитального самолёта на этапе посадки». Он получил квалификацию лётчик-инженер космонавт и диплом с отличием. Государственная экзаменационная комиссия рекомендовала ему продолжить обучение в заочной адъюнктуре академии. Он стал первым среди космонавтов соискателем академии, а тема диплома должна была стать темой его кандидатской диссертации. Сбылась давняя мечта Юрия Алексеевича: он получил высшее инженерное образование с перспективой подняться до звания кандидата и, возможно, доктора технических наук.
К сожалению, все планы разрушила его внезапная гибель в авиакатастрофе.
0
210.00
