Чарльз Райт, прежде чем принять участие в программе "Аполлон", занимался в пятидесятых годах созданием межконтинентальной баллистической ракеты Поларис, которая должна была размещаться на подводных лодках.
...В Чарльстоне, Южная Каролина, в эпоху Холодной войны, появилось на свет самое страшное оружие, которое когда-либо до тех пор было создано. Компания General Electric смогла его разработать и построить. Это было самое важное национальное предприятие того времени — даже превосходящее «Аполлон», — поскольку возможность спрятать мобильные ядерные ракеты в бескрайних океанах мира абсолютно гарантировала превосходство нашей страны. Как инженер, я считаю, что мне повезло принять участие в этом крупном военном проекте, передовом во всех смыслах этого слова...
Каждая ракета первоначальной конструкции имела длину около 8,5 м и весила 13,6 тонны. Большая ее часть состояла из твердотопливного ракетного двигателя диаметром около 1,4 м. Система наведения каждой ракеты была размером примерно со средний комод: она состояла из компьютера и гироскопической части (назовем ее аналоговой частью). Аналоговая часть имела 3 гироскопа и 3 акселерометра, установленных в куске металла (размером с пакет молока на примерно 2 литра — с вырезами для размещения этих 6 цилиндрических устройств). Этот кусок металла назывался инерциальной платформой. Он устанавливался на карданных подвесах.
Она называлась «инерциальной» — что означает «неподвижной», - потому, что никогда не изменяла своего положения в пространстве после того, как была первоначально позиционирована, хотя вся ракета могла совершать различные угловые движения вокруг нее во время движения к цели.
На снимке модель инерциальной платформы Поларис. Красные цилиндры - акселерометры, белые - гироскопы
Вся аналоговая часть (с гироскопами и акселерометрами на инерциальной платформе и карданными подвесами) была примерно в два раза больше баскетбольного мяча.
Конечно, система наведения (весь «комод») была прикреплена болтами к общей раме ракеты. GE производила эти системы наведения на своем заводе в Питтсфилде, штат Массачусетс, — в технической стране чудес электромеханической инженерии. Это была огромная операция — и в ней было дополнительно 400 инженеров и техников, работающих в полевых условиях.
Каждый гироскоп и каждый акселерометр были размером примерно с небольшую банку супа. Гироскоп в сборе
В разобранном состоянии
Это настоящий гироскоп Поларис.
Перед запуском ракеты инерциальная платформа устанавливается в заданное положение; затем, по мере маневрирования ракеты после запуска, гироскопы определяют, начинает ли платформа отклоняться от заданного положения, и с помощью электродвигателей (работающих в контурах сервомеханизма) заставляют шарнирные подвесы поворачиваться, чтобы удерживать платформу в её первоначальном положении.
Электронные устройства, называемые резольверами (вращающиеся трансформаторы) , которые измеряют углы поворота, - расположены на каждом подшипнике шарнирного подвеса, чтобы сообщать компьютеру, насколько ракета повернулась в каждом направлении вокруг неподвижной внутренней инерциальной платформы. Это позволяет компьютеру точно знать, куда направлена ракета.
Как уже упоминалось, на внутренней платформе также установлены три акселерометра, которые информируют компьютер о том, какое расстояние (и с какой скоростью) в каждом направлении прошла ракета с момента запуска. Таким образом, компьютер «знает», где именно находится ракета в любой момент времени и как она направлена. Поскольку компьютеру «указано», куда должна лететь ракета, он может управлять реактивными двигателями, чтобы удерживать ракету на курсе, математически запрограммированном в компьютере перед запуском.
Когда компьютер решает, что ракета летит с нужной скоростью и в нужном направлении, чтобы боеголовка (подобно брошенному камню) достигла цели, компьютер отделяет боеголовку и позволяет ей лететь по необходимой траектории, чтобы поразить цель. В этот момент ракетный двигатель отключается, и ракета вместе с системой наведения падает на землю, превращаясь в дорогостоящий хлам.
Общий вид систем наведения двух поколений. Прогресс налицо
Даже при хранении эти системы не оставались без питания. Гироскопы и акселерометры содержали густую жидкость, чтобы обеспечить демпфирование в контурах сервомеханизма. Жидкость, называемую фтористой смазкой, было необходимо поддерживать при определённой температуре. Провода толщиной с человеческий волос, проходя через эту жидкость, передавали энергию к маленьким гиромоторам.
Когда я начал работать в программе Polaris, мне сказали, что каждая система наведения стоит четверть миллиона долларов. Они были настолько ценными и секретными, что инженер (курьер) спал рядом с каждой из них (в спальном мешке) на грузовом самолёте (я делал это несколько раз), пока система наведения перевозилась из Массачусетса на завод Lockheed в Калифорнии. Систему наведения нужно было хранить в герметичном контейнере при точной температуре (инженеру приходилось вручную подключаться к электросистеме самолёта, чтобы обеспечить контейнер питанием).
Меня несколько раз назначали курьером, чтобы я мог написать подробные инструкции для других курьеров, которые будут делать это регулярно. Даже это было небольшим приключением.
Эта система наведения, разработанная Массачусетским технологическим институтом, с цифровым компьютером и инерциальной секцией, была настолько сложной, что мало кто когда-либо понимал её в полном объёме. В качестве небольшого примера представьте, что крошечные роторы гироскопов и акселерометров вращались (каждый) со скоростью 16 000 об/мин в сфере (размером примерно с мяч для гольфа), которая была точно подвешена в магнитном поле, чтобы исключить прецессионное трение подшипников.
Мне посчастливилось быть специалистом по системам наведения в Чарльстоне, Южная Каролина, где около 40 инженеров GE имели офис на ракетной базе Polaris, официально называвшейся Polaris Missile Facility, Atlantic (POMFLANT). В POMFLANT работало около 900 человек — подрядчиков, гражданских служащих и военных.
Системы наведения приходилось испытывать и калибровать на этой базе, прежде чем их устанавливали на ракеты и подводные лодки в Чарльстоне. Каждая система наведения имела небольшие отклонения: в её гироскопах и акселерометрах были ошибки, из-за которых ракета могла промахнуться мимо цели на большой дальности. Поэтому нам приходилось точно определять эти ошибки. Мы тщательно измеряли погрешности гироскопов и акселерометров, чтобы подводная лодка могла их учесть и компенсировать при вводе задания до запуска ракеты.
В качестве крайне упрощённого примера: если ошибки наведения приводили к попаданию ракеты в 10 миль левее цели, подводная лодка применяла коэффициенты, чтобы навести её на 10 миль правее. На калибровку и тестирование каждой системы наведения требовалось от шести до восьми часов — сложность процесса была просто ошеломляющей.
Первый пуск ракеты Поларис был произведён в 1958 году, а в 1960 она была принята на вооружение. На снимке - перед испытательным пуском
Освоение всего электронного оборудования, связанного с этой ракетной системой, на базе в Чарльстоне и на подводной лодке заняло бы у одного человека две жизни. Я был тесно связан лишь с одной небольшой частью — системой наведения (но это была самая сложная и самая интересная часть ракеты).
В отдельном здании сборки ракет каждая ракета целиком укладывалась горизонтально и полностью проверялась система наведения перед передачей ВМС.
Пока я работал в Чарльстоне, вся система A1 Polaris претерпела две полные модернизации, A2 и A3 (с меньшей, более легкой и улучшенной системой наведения), чтобы увеличить дальность с 1200 до 2500 морских миль.
Затем ее начали дополнять более крупной и лучшей ракетной системой, называемой Poseidon. Ее система наведения фактически отслеживала далекую звезду, что помогало точнее удерживать ее инерциальную платформу на месте во время полета. Poseidon был намного круче и мощнее Polaris. Я некоторое время работал в инженерной программе Poseidon, а затем переехал в Дейтона-Бич, чтобы заняться другим приключением — проектом Apollo: человек на Луне.
*****
P.S. Хотелось бы выразить благодарность тем, кто воспользовался кнопкой "Поддержать" для моральной и материальной стимуляции автора:) Приятно сознавать, что твой труд всё-таки ценится.
........................................................................................................................................................................
Полное оглавление журнала
Журнал о моряках и флоте с 80 000 подписчиков. Оглавление, часть 1
Журнал о моряках и флоте с 80 000 подписчиков. Оглавление, часть 2
Журнал о моряках и флоте с 80 000 подписчиков. Оглавление, часть 3
Журнал о моряках и флоте с 80 000 подписчиков. Оглавление, часть 4