Всего на десять пущенных весной 1953 года ракет первого этапа пришлось три аварии. На одной из ракет разрушился бак окислителя, а еще одна погибла вследствие пожара из-за негерметичности топливных магистралей. Но основным недостатком этой серии ракет была заниженная против расчетной удельная тяга двигателя. Поэтому при стрельбе не достигалась максимальная дальность. Недолеты составляли 50 км. Из-за этого принципиального недостатка мы иногда не уделяли должного внимания другим, оправдываясь тем, что «это ведь отработка».
Второй этап испытаний проводился весной 1954 года. К этому времени Исаев осуществил доработку всей двигательной системы. Из десяти ракет, пущещшх на дальность 270 км, девять достигли цели, а одна выкинула номер, очень напоминающий описанную выше аварию. Правда, на этот раз ракета улетела от старта влево на 12 км. Заключение с общей формулировкой «отказ автомата стабилизации» теперь уже нас удовлетворить не могло.
На очередном заседании аварийной комиссии я напомнил о шутках медиков, которые утверждают, что достоверную причину смерти больного может установить только патологоанатом. Рулевые машины имеют прочный литой корпус, и при падении ракеты в мягкий грунт они могли сохраниться. Если их отыскать, то можно будет доказать, что по крайней мере рулевые машины не являлись причиной «отказа автомата стабилизации».
Нашли место падения и, несмотря на еще сильный дух ядовитого окислителя, извлекли хорошо сохранившиеся остатки ракеты. Рулевые машины действительно внешне выглядели вполне прилично. На полигоне в лаборатории поставили их на стенд. Две работали нормально, а две не пожелали слушаться команд. При вскрытии обнаружили, что в обеих неработающих рулевых машинах оборвана стальная проволока, выполнявшая функцию тяги, соединяющей якорь электромагнитного реле с управляющим золотником гидравлической системы. После замены тяги обе рулевые машины оказались вполне работоспособными. Почему и когда оборваны тяги? Мои коллеги Калашников и Вильницкий однозначно высказались, что это результат удара при падении ракеты. Но если так, проводим прямой эксперимент. Мы организовали сброс рулевых машин с самолета без парашюта. Когда их наконец-то нашли, доставили в лабораторию, очистили от грязи и испытали, они, как доложил военный контролер, оказались в «полной норме». Значит, не удар – причина обрыва.
Я предположил, что обрыв – результат воздействия вибрации. На Р-1 и Р-2 такие же тяги в рулевых машинах не разрушались потому, что у двигателя Исаева вибрации, вероятно, сильнее, чем у кислородных двигателей Глушко.
Исаев возмутился и сказал, что этого не может быть, его двигатель имеет тягу всего 9 т, а у Р-2 все 35! Тот, который мощнее, тот и трясет больше. После дискуссии поставили машинки на вибростенд. Но на полигоне трясти с частотой выше 100 герц не удавалось. Максимальную интенсивность, на которую был способен стенд, машинки выдерживали. Тогда я дал ВЧ-грамму в Подлипки: провести немедленно исследование рулевых машин на вибростойкость в диапазоне до 500 герц. Через день мы получили неожиданный ответ: машинки выходят из строя при частоте, близкой к 300 герцам. Причина: собственная частота струны, которую мы называем тягой, по расчетам находится вблизи 300 герц. Если внешнее воздействие имеет такую частоту, наступает явление резонанса и струна обрывается.
Вот так! А мы-то при исследовании рулевых машин на вибростойкость не считали нужным длительно трясти их на этой частоте. Претензии к Исаеву: «А ты у себя при огневых испытаниях измеряешь частоты и интенсивности вибрации?». Конечно, нет – у него нет нужной для этого аппаратуры.
Со всех ракет сняли рулевые машины и вернули на завод. Но на какую частоту теперь «настраивать» управляющий механизм? Истинные частоты и интенсивности вибрации в полете нам неизвестны, и телеметрия не способна была в те времена дать ответ. После размышлений, гаданий и совещаний с двигателистами мы переделали конструкцию, загнав собственную частоту за 800 герц. Аварии по причине отказа автомата стабилизации прекратились.
Этот «резонанс» обошелся в трехмесячную задержку испытаний. Но жестокий урок не прошел даром. Срочно начали разрабатывать методику и аппаратуру измерения вибрации. Для бортовой аппаратуры ввели требование исследовать каждый прибор и агрегат на возможность возникновения резонансных разрушений или отклонений от нормы в самом широком диапазоне.
Отечественная промышленность еще не выпускала вибростенды на частоты выше 500 герц. Описанные события дали нам возможность получить фонды на импорт испытательных стендов до 5000 герц.
Исходя из правила «береженного бог бережет» проверили возможность аналогичного «резонансного» отказа рулевых машин Р-1 и Р-2. Оказалось, что их тоже можно вывести из строя при частоте вибрации, близкой к 300 герцам. Решено было «без паники», но немедленно в процессе серийного производства доработать и заменить рулевые машины на всех изготовленных ракетах. Когда вернулись к рассмотрению некоторых загадочных аварий прошлых лет, то можно было предположить, что они имели ту же причину, но мы этого просто не понимали.
И еще один вывод для будущих исследователей причин отказов и аварий был нами сделан. Если высказывалось предположение о той или иной вероятной причине отказа, мы требовали воспроизвести этот отказ на земле. Так, например, поступили с кислородными клапанами, когда предположили, что они не открываются по причине замерзания смазки, которая им была не нужна.