mercoledì 8 ottobre 2014

Jangel': fra missili da guerra e lanci spaziali


Ritratto di Michail Jangel'.
Michail Kuz'mič Jangel' fu uno dei più importanti progettisti della missilistica sovietica. Ingegnere di talento ed esperienza, uomo di solidi ideali comunisti, Jangel' fu per molto tempo il progettista più apprezzato dalle Forze missilistiche strategiche. In una battuta i militari dicevano:
"Korolëv lavora per la propaganda, Čelomej lavora per il cestino della spazzatura, Jangel' lavora per noi."
Michail Jangel' nacque il 7 di novembre del 1911 a Irkutsk, in Siberia. Nel 1926 si trasferì a Mosca e nel 1931 si iscrisse all'Istituto di aviazione, dove si laureò nel 1937. L'ingegnere Polikarpov, all'epoca famoso progettista di aerei da caccia, lo assunse nella sua squadra: appena laureato Jangel' era già al lavoro in un prestigioso ufficio tecnico.


Segue una carriera senza scossoni. Va in America a studiare la produzione di un aereo che l'URSS deve fabbricare su licenza. In seguito lavora per l'ufficio tecnico Mikojan-Gurevič, poi per l'ufficio tecnico Mjasiščev e per la burocrazia della produzione aeronautica. Infine, e siamo ormai a guerra finita, è progettista presso l'istituto di ricerca balistica NII-88.



Un ingegnere capo alla ricerca di nuove soluzioni


Alla fine del 1953 la produzione di missili balistici per il trasporto di ordigni nucleari era concentrata nei dintorni di Mosca. Un attacco a sorpresa, con un singolo colpo messo a segno, avrebbe distrutto l'intera filiera produttiva. Il governo decise di decentrare la produzione. Si assegna a Jangel' la direzione della fabbrica 586, ora resa del tutto indipendente. Nasce così l'ufficio tecnico OKB-586: Jangel', all'età di quarantadue anni, è ingegnere capo. Ha sotto di sé una squadra di progettisti e controlla un vasto impianto industriale.

Jangel' non condivideva l'odio di Korolëv (e di Mišin, primo vice di Korolëv) per tutto ciò che esula dal cherosene e dall'ossigeno liquido. La sua opinione era che i livelli di preparazione e rapidità di reazione richiesti dalla guerra fredda non potessero essere raggiunti se nel serbatoio dell'ossidante ci si ostinava a tenere dell'ossigeno liquido. L'ossigeno liquido richiede complessi sistemi di raffreddamento e tende a evaporare. Di fatto bisogna pompare l'ossigeno nel serbatoio poco prima del lancio e questo vanifica ogni tentativo di reazione rapida a un attacco. Jangel' cominciò allora a interessarsi ai motori alimentati da carburanti ipergolici.



Motori senza candele


Il vettore R-7 sulla rampa di lancio.
Il vettore R-7, progetto dell'OKB-1
di Sergej Korolëv.
Gli R-7 di Korolëv, i primi missili balistici intercontinentali della storia, sono alimentati da cherosene e ossigeno liquido. I committenti dell'arma, le Forze missilistiche strategiche, erano tutt'altro che soddisfatti dell'R-7: avevano finanziato un progetto costosissimo e si trovavano per le mani uno splendido missile per i lanci spaziali, ma ai lanci spaziali non erano interessati. Ai militari serviva un'arma e l'R-7 come arma era inutilizzabile: troppo ingombrante e necessitante di impianti ingombranti, troppo lenta da rifornire, guidata per via telemetrica...

Usare l'R-7 come arma era un incubo. La rampa e la torre di rifornimento sono ben visibili alla ricognizione aerea, quindi vulnerabili a un attacco. Portare il missile sulla rampa e rifornirlo è un'operazione lunga e laboriosa. Un contrattempo dell'ultimo minuto può obbligare a rinunciare al lancio e a svuotare i serbatoi dell'ossigeno liquido. Perché l'ossigeno ha un tasso di evaporazione tale che se si aspetta per più di mezza giornata, i motori potrebbero non avere abbastanza ossidante per bruciare tutto il cherosene.

La trafila era troppo macchinosa e incerta perché l'R-7 fosse un'arma adatta all'ultima guerra della razza umana. Ai militari serviva un missile facile da lanciare, che si potesse attivare in breve tempo e dalla guida automatica.

Mentre l'OKB-1 di Korolëv convinceva le autorità a finanziare ulteriori studi sui missili alimentati da cherosene e ossigeno liquido, Jangel' - e Čelomej, dell'OKB-52 - decisero invece di provare un'altra strada.

I motori a carburanti ipergolici furono inventati dal Valentin Gluško, il maggiore motorista sovietico, nel 1931. Gluško in quel momento era solo alla ricerca di un meccanismo di accensione chimica per i suoi motori a razzo, così da fare a meno di un complesso sistema di iniezione. Ma dalla sola accensione all'alimentazione il passo è breve.

Negli anni '50 si riprese la ricerca su questo argomento per risolvere i problemi operativi delle forze armate e si selezionarono varie combinazioni di propellenti ipergolici. La più nota vede la dimetilidrazina asimmetrica come combustibile e come ossidante l'ipoazotide. La prima sostanza è un composto di azoto e idrogeno, la seconda è un composto di azoto e ossigeno. Sono corrosive e tossiche, vanno maneggiate con estrema cautela, il personale che rifornisce il missile deve indossare tute e maschere da guerra chimica.

Non si tratta di carburanti molto efficienti. Cosa spinse tanti progettisti verso una combinazione che altri chiamavano "il veleno del demonio"? Ve li spinse il fatto che non solo il motore alimentato con quei carburanti non necessita di un sistema di accensione, perché le idrazine e gli acidi di azoto prendono fuoco quando vengono a contatto fra loro, ma soprattutto il fatto che entrambe le sostanze sono liquide a temperatura ambiente. Insomma gli inconvenienti dell'ossigeno liquido non ci sono. Il missile può essere tenuto nel suo silo corazzato in attesa dell'ordine di lancio con i serbatoi già riempiti. Unico inconveniente è che di tanto in tanto bisogna sostituire i serbatoi: il veleno del demonio lentamente li corrode.

Missili balistici R-12 mostrati sulla Piazza Rossa durante una parata.
Missili balistici R-12 passano sulla Piazza Rossa.
I primi missili di Jangel', R-12 e R-14, a raggio intermedio, furono molto apprezzati e si iniziò la produzione in serie. Avranno anche un loro discusso momento di gloria nel settembre del 1962: sono loro a costituire l'arsenale nucleare del corpo di spedizione sovietico a Cuba durante la crisi dei missili.

Il successo ottenuto aprì la via a progetti più ambiziosi e di grande successo anch'essi: R-16, con gittata intercontinentale, e R-36, con testate multiple. I successivi aggiornamenti dell'R-36 renderanno l'ufficio tecnico di Jangel' l'unico fornitore di missili balistici pesanti per le forze armate sovietiche. Dai missili bellici di Jangel', con differenti modifiche e in diversi periodi, si trassero anche degli apprezzati vettori per il lancio dei satelliti artificiali.

L'R-16, per quanto un successo, il giorno del suo collaudo fece una strage. L'incidente è noto come il disastro di Nedelin, dal nome del comandante in capo delle Forze missilistiche strategiche, una delle tante vittime di quella giornata. Anche Jangel' era al poligono. Si salvò per puro caso e rimase a lungo traumatizzato.



Jangel' sul palco della scena spaziale


Una volta consolidata la sua posizione come progettista di missili, Jangel' fece il passo che veniva naturale ai progettisti che operavano in questo campo: tentare di ritagliare per sé una fetta della torta spaziale. La torta ormai ingolosiva molti progettisti. All'inizio degli anni '60 il prestigio di Korolëv - il chief designer dei grandi record della corsa allo spazio - era letteralmente alle stelle. Anche gli altri desideravano la loro parte di gloria cosmonautica e il programma lunare in partenza sembrava dare a tutti un'occasione. I concorrenti erano tre: Korolëv (all'apice della sua influenza politica), Čelomej (lo sfidante) e Jangel' (il nuovo arrivato).

Il vettore lunare N-1 viene portato sulla rampa di lancio.
Il colossale e capriccioso vettore N-1
mentre viene portato verso la rampa.
Jangel' condivideva con Čelomej la scelta dei carburanti ipergolici e con Korolëv l'impostazione progettuale. Lo si vede dalla proposta che avanzò per il programma di allunaggio. Il progetto R-56 prevedeva un missile a tre stadi, monoblocco come l'N-1 di Korolëv, ma alimentato con dimetilidrazina asimmetrica e ipoazotide, come l'UR-700 di Čelomej.

Sulla carta l'R-56 sarebbe stato capace di inserire un carico di 40 tonnellate su un'orbita polare. Il vettore di Jangel' avrebbe richiesto almeno due lanci per assemblare il veicolo lunare, quando ai concorrenti ne bastava uno. All'inizio degli anni '60 i tempi dell'attracco automatico erano ancora lontani e il progetto di Jangel' fu rifiutato.

Il programma lunare, fra mille difficoltà, proseguì, affidato all'OKB-1 (con l'OKB-52 a tallonarlo con proposte alternative). Nel 1965 la situazione era ormai chiara: si disperdeva un grande ammontare di risorse a fronte di risultati molto scarsi. Jangel' avanzò una nuova proposta: finirla con la competizione fra gli uffici tecnici, unire le forze e dividere razionalmente il lavoro. Čelomej avrebbe concentrato i suoi sforzi sulle sonde automatiche, Korolëv sulle navicelle spaziali, Jangel' sui vettori per lanciare le prime e le seconde.

Ma il programma lunare era stato già avviato e - per anni - finanziato. Le autorità non se la sentirono di stravolgere il progetto. La proposta di Jangel' cadde nel vuoto.

Alla fine però arrivò anche a lui qualcosa del programma lunare. Il suo ufficio tecnico ottenne di disegnare e produrre i motori per il modulo LK, che avrebbe portato i cosmonauti sulla Luna. I cosmonauti non ci andarono mai, perché il programma fallì per i problemi del vettore N-1, ma il modulo LK con i motori di Jangel' venne collaudato in orbita, con i sistemi automatici e i controlli telemetrici. Ogni prova andò a buon fine, gli LK simularono alla perfezione le manovre di discesa e risalita. Si potrebbe quasi dire che fu l'unico elemento del programma di allunaggio a funzionare.

Il quarto e ultimo LK fu provato il 12 di agosto del 1971 e affrontò con successo le simulazioni di emergenze e incidenti. Forse fu l'ultima soddisfazione professionale di Michail Jangel': l'ingegnere capo morì il 25 di ottobre di quello stesso anno. Lasciava dietro di sé dei progetti riusciti e la più grande fabbrica di missili della Terra.

4 commenti:

  1. A me risulta che il motore-razzo ipergolico era stato inventato dall'azienda tedesca Hellmuth Walter Kommanditgesellschaft (HWK) di Hellmuth Walter per la propulsione di siluri marini sfruttando la combusione catalitica di perossido d'idrogeno (T-stoff), metanolo (M-stoff) e idrato di idrazina (B-stoff) messi a contatto con permanganato di potassio e cuprocianuro di potassio (Z-stoff) dopo laboriose miscelazioni incrociate. Valentin Gluško venne inviato da Stalin al seguito dell' Armata Rossa in Germania nel 1944 per studiare la tecnologia della V-2 che usava come APU (generatore elettrico ausiliario) proprio una turbinetta-razzo Walther alimentata da T-stoff, C-stoff e Z-stoff. Da qui Valentin Gluško partì all'invenzione del motore-razzo ipergolico a idrato di idrazina e UDMH che avvenne nel 1951 e non nel 1931. Il suo grosso merito non fù quello di inventare il razzo ipergolico ma di avere eliminato le pericolose premiscelazioni incrociate del motore Walther e di avere ridotto a solo 2 i fluidi (combustibile e comburente) in modo da essere stoccabili per lungo periodo per poi essere istantaneamente pronti all'uso.

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    1. Mi sono spiegato male. Non ho scritto che Gluško costruì il motore per sfruttare la dimetilidrazina asimmetrica nel 1931, ma che nel '31 fu il primo a usare un motore con accensione chimica. L'accensione usava una carica di fosforo mescolato a solfuro di carbonio; per il resto, il motore era alimentato da cherosene e acido nitrico.

      Ti ringrazio per quei dettagli sui motori ipergolici tedeschi e sul generatore delle V-2, veramente interessanti!

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  2. MOLTO INTRESSANTE POTREBBE SERVIRMI PE LA MIA TESINA DI 3 MEDIA

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    1. Ne sono felice! Dai pure un'occhiata in giro sul nostro blog, c'è anche dell'altro sulla missilistica e sul programma spaziale.

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