Ракета имела массу до 600 тонн, масса полезной нагрузки, выводимой на орбиту высотой 200 километров, — 13 тонн, высота ракеты — 41–43 метра (в зависимости от головной части), максимальный диаметр — 7,4 метра.

Первый пуск двухступенчатой УР-500 состоялся 16 июля 1965 года. На орбиту был выведен самый тяжёлый на то время космический аппарат, название которого позднее перешло и к самому носителю, — тяжёлый научно-исследовательский спутник «Протон-1». Три пуска УР-500 из четырёх (последний 6 июля 1966 года) в ходе лётных испытаний прошли успешно, третий (24 марта 1966 года) был прерван из-за аварии при работе второй ступени. Оценивая перспективы применения УР-500, В.Н. Челомей предлагал создать для неё семейство целевых нагрузок, способных решать задачи научного, народно-хозяйственного и военного характера. Ракета была задумана как средство доставки мощнейшей головной части с ядерным моноблоком в 150 мегатонн.

Первоначально для ракеты предполагались названия «Геркулес» и «Атлант», но закрепилось название «Протон» — по имени спутника, выведенного на орбиту при её первом старте.

«С 10 марта 1967 года начались лётные испытания “Протона” в основном 3-х ступенчатой комплектации, к наименованию ракеты-носителя добавили индекс “К”. Первой задачей “Протона-К” была отработка на орбите комплекса для облёта Луны», — пишет один из создателей ракеты, ветеран ГКНПЦ им. М.В. Хруничева Г.Д. Дермичев [35].

Академик Е.А. Федосов вспоминает:

«…Владимир Николаевич остался в моей памяти как очень яркая личность и один из немногих учёных-механиков, кто делал совершенно потрясающие эксперименты в области нелинейной механики. Он тонко чувствовал эти параметрические явления при колебаниях. Когда строилась “пятисотка”, проявился дефект — возникли продольные вибрации ракеты, которые были вызваны, если не ошибаюсь, кавитационными кавернами, образующимися в турбонасосных агрегатах, качающих топливо и окислитель. А на ракете стоят огромные баки, от которых идут трубопроводы. В них-то и возникали поперечные колебания столба жидкости, которые при пусках несколько раз разрушали изделие. Никто не мог понять, в чём причина аварий.

И вот Челомей лично, у доски, взяв мел, быстро набросал схему и показал на ней, где и какое явление может приводить к неприятностям. Он тут же сделал вывод: надо убрать источник колебаний. Действительно, создали какие-то демпферы, и вибрации ракеты исчезли. Он лично нашёл их причину и предложил способ, как от них избавиться, — вот насколько тонко он понимал динамику таких колебаний в сложных инженерных конструкциях.

Должен сказать, что не много конструкторов его ранга обладали такими способностями. Большинство из них превращаются в хороших администраторов, технических менеджеров, которые уже мало погружаются в инженерно-конструкторские дебри, а Челомей — погружался, в чём, безусловно, надо отдать ему должное» [138].

Дорогого стоит это свидетельство. Сделано оно известнейшим специалистом в области процессов управления авиационной и ракетной техники, академиком, человеком, которому ничего не надо ни от В.Н. Челомея, ни от его семьи, ни от ОКБ.

Трёхступенчатый вариант ракеты УР-500К был разработан в соответствии с постановлением ЦК КПСС и Совета министров СССР от 24 апреля 1964 года. В соответствии с постановлением от 3 августа 1964 года посредством этой ракеты (УР-500К) должен был быть совершён облёт Луны. Подробности этой работы Челомея представлены в следующей главе.

Стартовый вес ракеты УР-500К составлял 695 тонн, масса полезной нагрузки, выводимая на орбиту 200 километров, — 21,5 тонны, длина ракеты без головной части — 42,34 метра.

«Работы по “Протону” шли лихорадочными темпами, — вспоминал известный учёный, академик И.Н. Фридляндер. — С уральских заводов поступали листы из алюминиевого сплава АЦМ (алюминий — цинк — магний), который предложил Челомею ЦНИИМВ (Центральный научно-исследовательский институт материаловедения Министерства общего машиностроения). Этот сплав хорошо сваривался, имел повышенную прочность, но это был первый опыт промышленного применения сплава. Поскольку завод входил в МАП, руководство работой с этим металлом при изготовлении серии было поручено ВИАМ, конкретно академику С.Т. Кишкину и И.Н. Фридляндеру. В кратчайшие сроки были изготовлены первые баки, в дальнейшем их выпуск наращивался. У готовых баков стояли часовые, круг людей, которые могли подходить к ним, был строго ограничен.

Но через некоторое время на баках, вдоль границы сварных швов, стали появляться трещины, в некоторых случаях они имели длину до 2 метров. Исследователи и контролёры прекрасно знали о трещинах, но работа по-прежнему шла полным ходом, однако никто не отваживался сообщить о трещинах Челомею, который занимал положение несколько ниже господа бога, но намного выше любого министра. Я с самого начала относился к сплаву АЦМ отрицательно. Мы провели в ВИАМ много исследований и установили задолго до “Протона”, что эти сплавы склонны к так называемой коррозии под напряжением. При термической обработке металла и сварке в баках возникают большие остаточные напряжения, а влажность воздуха в обычном цехе оказывала достаточное коррозионное воздействие на этот сверхчувствительный сплав, чтобы вызвать появление трещин. В общем, позиция ВИАМ по отношению к этому сплаву была явно негативной, но официально эту точку зрения ВИАМ не выдавал. Ведь решение о сплаве принял сам Челомей, и благословил его Хрущёв….

Я всё же поехал к министру авиационной промышленности П.В. Дементьеву. “Пётр Васильевич, — говорю я ему, входя в кабинет, — я насчёт ракеты Челомея”. Дементьев сразу остановил меня: “Пройдёмте в другую комнату”. Я понял, что он хочет избежать прослушивания. В небольшой комнате, куда мы прошли, я продолжил: “Ракеты трещат от коррозии под напряжением, надо снимать сплав АЦМ, позвоните, пожалуйста, Челомею”. Дементьев меня подробно расспросил о сложившейся ситуации с баками, но потом говорит: “Лучше вы сами поезжайте к Челомею, доложите ему обо всём, а потом приезжайте ко мне и расскажите о результатах”…

Челомей меня сразу принял, и я ему говорю: “Владимир Николаевич, что же происходит? Мы гоним работу изо всех сил, но ведь баки трещат!” “Как трещат?” — удивился он, и мы пошли в цех смотреть на эти самые трещины. “Да, — говорит Челомей, — трещины. Меня подвели металлурги”. Я вернулся, и Дементьев меня отвёл в ту же маленькую комнату. Я сообщил ему о моей встрече с Челомеем. Он меня внимательно выслушал и заключил: “Артист!”

На следующей неделе у Челомея было проведено совещание. От ВИАМ выступал я, от ЦНИИМВ — доктор Г.Г. Конради, автор сплава. Я привёл статистику по потрескавшимся бакам, расположению в них трещин, времени их появления и результатам испытаний сварных образцов сплава АЦМ при коррозионных испытаниях в ВИАМ. Моё сообщение убедило Челомея и всех присутствующих на совещании, но, конечно, самым веским аргументом были потрескавшиеся баки. Тут же было принято решение отказаться от сплава АЦМ и перейти на надёжный, но менее прочный сплав АМг6 (алюминий — магний), а наиболее нагруженную часть бака — днище — мы предложили изготавливать из листов, подвергнутых специальной холодной деформации, что повышало прочность до уровня сплава АЦМ. Эта обработка в промышленном масштабе применялась впервые, но мы считали, что это вполне допустимый риск. Новая обработка себя полностью оправдала. Таким образом, казалось, что дальше с ракетой “Протон” не будет особых осложнений. Однако всё было не так просто.