АРКАДИЙ КОСМОДЕМЬЯНСКИЙ, лауреат Государственной премии, доктор физико-математических наук, профессор
В 1984 году исполняется 125 лет со дня рождения выдающегося русского ученого Ивана Всеволодовича Мещерского, создателя нового раздела классической механики — теории движения тел с переменной массой. Именно на ней. основана ракетодинамика — теория движения ракет.
В различных областях промышленности можно указать примеры движущихся тел, масса которых заметно изменяется во время движения. Так, например, в процессе движения существенно изменяются (растут) масса и осевой момент инерции вращающегося веретена, когда на него наматывается нить (пряжа). Рулой газетной бумаги, когда с него сматывается бумага на валу печатной машины, дает пример движения тела с уменьшающейся массой и осевым моментом инерции.
Ракеты различных назначений суть тела, масса которых существенно изменяется во время движения, на активном участке полета. Реактивные самолеты с воздушно-реактивными двигателями представляют собой более сложный пример движущихся тел переменной массы, когда имеет место одновременное присоединение и отделение частиц. Масса реактивного самолета увеличивается за счет частиц воздуха, засасываемых в двигатель, и уменьшается благодаря процессу отбрасывания частиц — продуктов сгорания топлива.
Случаи движения, когда масса тела изменяется с течением времени, представляет в большом числе и сама природа. Так, например, масса Земли возрастает вследствие падения, на нее метеоритов. Масса падающего метеорита, движущегося в атмосфере, убывает вследствие того, что частицы метеорита отрываются или сгорают. Масса Солнца возрастает от присоединения "космической пыли" и уменьшается от излучения. Механика тел переменной массы имеет большое значение для правильного описания движения планет.
Для исследования и решения такого рода задач природы и техники, начиная от центрифугального веретена и кончая движением планет, необходимо было прежде всего установить основные уравнения движения точки переменной массы, так как всякое тело переменной массы можно представить как систему точек, часть из которых (или все одновременно) будет изменять свою массу с течением времени.
Уравнения движения точки переменной массы были установлены в магистерской диссертации Ивана Мещерского "Динамика точки переменной массы". Эта работа была опубликована в Петербурге в 1897 году. В истории развития теоретической механики, и особенно ее приложений, в частности при изучении движения ракет, установление исходных уравнений имеет принципиальное значение. Второй закон Ньютона вытекает из уравнений Мещерского как частный случай, если предположить, что масса движущейся точки постоянна во все время движения.
Иван Всеволодович Мещерский родился 10 августа 1859 года в городе Архангельске. В 1871 году он поступил во второй класс Архангельской гимназии, которую окончил в 1878 году с золотой медалью. В аттестате была отмечена "любознательность весьма похвальная, и особенно к древним языкам и математике". Учился Мещерский в Архангельской гимназии в трудных материальных условиях. Педагогический совет гимназии, учитывая блестящие успехи и "недостаточное состояние юноши", освобождал его от платы за обучение и поддерживал небольшой стипендией.
После окончания гимназии Мещерский поступил студентом на физико-математический факультет Петербургского университета. Его выдающиеся способности обратили внимание известного русского профессора по теоретической механике Д. К. Бобылева (1842–1918). По окончании университета в 1882 году Иван Всеволодович был оставлен при кафедре Д. К. Бобылева "для приготовления к профессорскому званию".
В 1890 году И. В. Мещерский начал преподавание в Петербургском университете в качестве приват-доцента кафедры прикладной математики, а в 1891 году был назначен профессором механики Петербургских высших женских курсов; он преподавал теоретическую механику на этих курсах в продолжение 28 лет до 1919 года, когда произошло слияние Высших курсов с университетом.
30 мая 1902 года И. В. Мещерский был назначен исполняющим должность ординарного профессора кафедры теоретической механики во вновь организованный Санкт-Петербургский политехнический институт, в котором и протекала в дальнейшем его основная научная и педагогическая деятельность. 16 октября 1902 года Иван Всеволодович читал первую лекцию по механике в политехническом институте; на долю теоретической механики выпала первая лекция вообще, прочитанная в стенах нового института.
17 мая 1909 года Иван Всеволодович был утвержден ординарным профессором политехнического института, а 6 ноября 1915 года утвержден в звании заслуженного профессора. Более тридцати выпусков русских инженеров получили свое образование по механике у профессора Мещерского.
Два основных фактора отличают уравнения движения точки переменной массы от уравнения Ньютона: переменность массы и принятая гипотеза отделения частиц, определяющая добавочную или реактивную силу. Если относительная скорость отделяющихся частиц равна нулю, то добавочная сила, обусловленная процессом отделения частиц, также равна нулю. Естественно было начать разработку теории с такого частного случая, когда реактивная сила не будет входить в расчеты. Результаты исследования движения точки переменной массы в этом предположении были доложены Мещерским Петербургскому математическому обществу в 1893 году. Из частных задач этого типа была рассмотрена весьма актуальная в те годы задача небесной механики о движении двух тел переменной массы. Основные выводы проведенного исследования были опубликованы в работе "Один частный случай задачи Гюльдена"[1].
Дальнейшие занятия вопросами теории движения тел переменной массы привели Мещерского к созданию вполне законченной и строго обоснованной динамики точки переменной массы. Впервые в научной литературе Мещерский опубликовал основные дифференциальные уравнения точки переменной массы в 1897 году и тем самым дал возможность получения количественных закономерностей для различных частных задач движения. Эти уравнения носят имя своего создателя.
Для задач ракетной техники уравнения Мещерского отображают существо явлений с достаточной для практики точностью.
Динамика точки переменной массы, созданная трудами и талантом И. В. Мещерского, до наших дней остается наиболее полным и обстоятельным исследованием по теории движения тел переменной массы. В этой фундаментальной работе, кроме открытия исходных дифференциальных уравнений, рассмотрено большое число оригинальных частных задач и указаны общие методы, развитие которых даст, несомненно, ряд практически важных заключений о закономерностях движения ракет и реактивных самолетов. И. В. Мещерский по праву зачинатель нового раздела теоретической механики.
В магистерской диссертации Мещерского 1897 года впервые было дано корректное уравнение вертикального подъема ракеты, в котором были учтены и влияние силы тяжести, и аэродинамическое сопротивление воздуха. Но так как в тс годы в среде научной интеллигенции интерес к задачам теории движения ракет был весьма мал, то Мещерский ограничился рассмотрением движения ракеты в общем виде, без анализа и без привязки к конструктивным параметрам ракет. Это было сделано в трудах основателя теоретической космонавтики Константина Эдуардовича Циолковского, хотя в уравнениях Мещерского было все необходимое для создания вполне законченной динамики ракет.
Второй основополагающей работой И. В. Мещерского по динамике точки переменной массы является его статья "Уравнения движения точки переменной массы в общем случае", которая была опубликована в 1904 году в "Известиях" Петербургского политехнического института. Уравнения в диссертации Мещерского дают описание движения точки или для случая отделения частиц, или для случая присоединения частиц. Но можно указать большой класс задач, когда в процессе движения тела происходит не только отделение, но и одновременно и присоединение их. Так, например, в простейшем прямоточном воздушно-реактивном двигателе частицы воздуха присоединяются к движущемуся телу из атмосферы и затем отбрасываются вместе с продуктами горения из сопла реактивного двигателя. Газотурбинные реактивные двигатели, получившие весьма широкое применение на современных самолетах, точно так же берут частицы воздуха из атмосферы (частицы воздуха присоединяются к самолету, увеличивая его массу), а затем отбрасывают их с большой скоростью вместе с газообразными продуктами горения. Если на вращающийся вал наматывается цепь, то масса вала увеличивается; при сматывании цепи с вала его масса уменьшается; когда оба процесса идут одновременно, мы будем иметь общий случай вращения тела переменной массы.
Задачи механики, связанные с изучением движения тел, масса которых изменяется в результате одновременно происходящих процессов присоединения и отделения частиц, можно для весьма большого числа случаев охватить единой теорией. Такую единую теорию и создал Мещерский в своей работе 1904 года [2].
Иван Всеволодович Мещерский был выдающимся педагогом русской высшей технической школы. Особенно большое внимание он уделял постановке преподавания основного курса теоретической механики. Когда в 1902 году Иван Всеволодович стал руководителем кафедры теоретической механики в Петербургском политехническом институте, он имел уже вполне сложившуюся точку зрения на место и цели курса теоретической механики в высших технических учебных заведениях.
Основную идею Мещерского можно сформулировать так: в высшей технической школе курс теоретической механики должен быть теснейшим образом связан с курсами прикладной механики (кинематика и динамика механизмов, сопротивление материалов и др.). При выборе задач на практических занятиях особенное внимание должно быть обращено на то, чтобы задачи имели конкретную форму; студенты, решая эти задачи, должны приобрести умение и навыки применения основных теорем и методов теоретической механики к конкретным вопросам прикладного значения.
Теоретическая механика — научная основа важнейших разделов техники. Знание законов механики направляет и дисциплинирует творческую интуицию инженера. Удачные интуитивные инженерные догадки, инженерное "чутье" должны воспитываться в студенческие годы. Нужно научить будущего инженера стоять на твердой почве логики фактов, которые дает паука, и воспитать у него уверенность в бесконечном могуществе технического творчества, опирающегося на объективные законы науки.
Мещерский считал, что для подготовки высококвалифицированного и широкообразованного инженера нужно сосредоточить изучение фундаментальных дисциплин на первых двух курсах, а затем уже переходить к специализации. Такой вывод следовал из тщательного анализа постановки преподавания теоретической механики в высших технических учебных заведениях России и западноевропейских стран. "Математика, механика, физика и химия, — писал И. В. Мещерский, — в известном объеме, который может быть установлен, составляют основу всякого технического образования; приступая к изучению технической специальности, будущий инженер должен уже владеть этими предметами в указанном объеме".
Курс теоретической механики, написанный И. В. Мещерским, выдержал много изданий и, несомненно, способствовал подъему научного уровня преподавания механики в наших высших технических учебных заведениях.
Особенно большое научно-педагогическое значение имеет сборник задач по теоретической механике, составленный под руководством И. В. Мещерского, выдержавший 33 издания и являющийся до наших дней настольной книгой студентов первых двух курсов (первое издание сборника вышло в 1914 году, а тридцать третье — в 1972 году). В сборнике задач по теоретической механике нашли наиболее яркое воплощение педагогические идеи профессора Мещерского. Зная, насколько важен для усвоения законов механики высокий уровень постановки практических занятий, И. В. Мещерский пригласил в политехнический институт ряд талантливых молодых механиков. Среди них можно назвать Е. Л. Николаи, С. П. Тимошенко, Г. В. Колосова, В. Ф. Миткевича, Б. А. Бахметьева и др. При кафедре механики был создан кабинет, в котором тщательно собирались приборы и модели механизмов, необходимые при преподавании теоретической механики.
Следует отметить, что в пятидесятые годы сборник задач Мещерского был переведен на английский язык в качестве основного пособия в американских высших технических учебных заведениях. Влияние идей И. В, Мещерского на постановку преподавания механики во втузах можно наглядно проследить почти по всем современным советским учебникам теоретической механики.
Научные изыскания И. В. Мещерского по теории движения тел переменной массы имеют большое значение для будущего развития ракетной техники и промышленности. Сейчас это достаточно ясно подавляющему большинству ученых и инженеров. В конце XIX и начале XX века ценность научных работ по вопросам теории реактивного движения не казалась значительной. Изучением движения тел переменной массы занимались одиночки по собственной инициативе и любознательности.
Характерно, что магистерская диссертация Мещерского "Динамика точки переменной массы", которую он защищал в Петербургском университете 10 декабря 1897 года, встретила достаточно холодный прием. Иван Всеволодович вспоминал впоследствии, что на диспуте для многих присутствовавших было неясно, какое значение для науки имеет развитие динамики тел переменной массы. К чести Петербургского университета следует отметить, что 13 декабря 1897 года И. В. Мещерский был утвержден Советом университета в ученой степени магистра прикладной математики.
Научное предвидение И. В. Мещерского, его сознательно направляемые, целеустремленные творческие искания в области, считавшейся неинтересной и малоактуальной, характеризуют его как талантливого, проницательного механика. Прозревать будущее развитие науки на десятилетия вперед, даже в какой-нибудь узкой области, дано немногим. Настаивать на необходимости новых путей развития теоретической механики в течение 40 лет и до конца жизни не получить решающих подтверждений важности и значительности своих теоретических работ было психологически очень трудно. До 40-х годов XX века И. В. Мещерский был известен широким кругам русской научно-технической интеллигенции как высококвалифицированный педагог высшей школы, но не как выдающийся ученый-новатор. Это непонимание коллегами и современниками прогрессивности научных исследований И. В. Мещерского заставляло его быть необычайно сдержанным, подчеркнуто бесстрастным и пунктуальным. Сдержанность и математическая строгость — вот основная характеристика его научного стиля. Результаты исследований излагаются в тесных рамках формально-логических построений, отчетливо просматривается "почерк" человека высокой математической культуры. В содержании работ Мещерского поражают методичность, точность и ясность доказательств; никаких доводов и призывов к чувству читателя. Очень мало гипотез, физических прогнозов, мечтаний, приближенных качественных утверждений даже в популярных докладах. Полемические замечания обоснованы с необычайным мастерством, и безукоризненная точность соблюдается по отношению к самым малозначительным формулировкам противников. С выводами Мещерского трудно спорить: они математически неопровержимы.
Многим он казался сухим, замкнутым и чрезмерно педантичным человеком. Его отступления от установившегося порядка преподавания имели место только при выдающихся ответах студентов на экзаменах по теоретической механике. Он обычно преподносил таким студентам оттиски своих работ по динамике тел переменной массы — лучшее, что он имел. В научной деятельности он следовал хорошо известному девизу Майкла Фарадея: "Работать, оканчивать работу и публиковать ее".
Иван Всеволодович Мещерский трудился как ученый и педагог до последних дней своей жизни. Он скончался 7 января 1935 года в Ленинграде.
Основные уравнения Мещерского для точки переменной массы и некоторые частные случаи этих уравнений переоткрывались в XX столетии многими учеными Западной Европы и Америки. Некоторые конкретные задачи движения тел переменной массы, детально и строго исследованные в магистерской диссертации Мещерского, публиковались в 40-х и 50-х годах в научно-технических журналах другими авторами как оригинальные. Имя И. В. Мещерского, зачинателя нового раздела теоретической механики, остается за рубежом до сих пор малоизвестным. А он своими работами заложил надежные основы ракетодинамики.
Развитие современной ракетной техники и авиации все с большей убедительностью показывает научным работникам и инженерам мировое значение актуальных научных исследований Мещерского. Этим работам предстоит долгая содержательная жизнь; они являются значительным вкладом русской науки в общемировую сокровищницу человеческих знаний. Быстрое развитие разнообразных практических приложений принципа реактивного движения сделали в наши дни научно-теоретические изыскания Мещерского руководящим материалом для больших коллективов научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро. Мы думаем, что в блестящих успехах советского ракетостроения, замечательных конструкциях наших спутников и космических кораблей нашли материальное воплощение фундаментальные идеи научного наследства Ивана Всеволодовича.
На наших глазах совершенствуется и расширяется новая наука — механика тел переменной массы. Быстрое развитие этой актуальной научной дисциплины есть результат творческих усилий ученых, изобретателей, инженеров — наших современников, которые своими наблюдениями, размышлениями и научно-техническим опытом непрерывно очищают "историческое от случайного", выделяя крупицы истинного знания, адекватного сути новых процессов механического движения.
В этом направлении научного прогресса задолго до работ за границей русский ученый И. В. Мещерский дал идеи и методы первостепенного принципиального значения. Он заложил основы механики тел переменной массы и дал строгий вывод уравнения движения ракет и реактивных самолетов.
Использование и продолжение научных изысканий И. В. Мещерского — благодарная задача для советских ученых, посвятивших свое творчество новой технике нашей страны — ракетной технике.
ВИКЕНТИЙ КОМАРОВ, АНАТОЛИЙ ТКАЧЕВ, инженеры
28 февраля 1940 года и 12 апреля 1961 года… Что объединяет эти даты, какие знаменательные события произошли в те годы?
Апрель 1961 года — дата всемирно известная. В этот день человек шагнул во вселенную — на корабле "Восток" Юрий Гагарин совершил первый в мире космический полет. 108 минут понадобилось ему, чтобы облететь нашу планету по околоземной орбите.
Событие февраля 1940 года до последнего времени было известно главным образом историкам техники'. В тот морозный день тоже состоялся полет, и па летательном аппарате тоже был установлен ракетный двигатель. И пилотировал этот аппарат тоже советский летчик — Владимир Федоров. Всего 110 секунд работал двигатель, но это был, по сути, первый шаг к полету космическому. Наш рассказ — о событиях более чём сорокалетней давности.
Еще в начале 30-х годов будущий Главный конструктор ракетно-космических систем С. П. Королев думал о полете человека в стратосфере. В Группе изучения реактивного движения (ГИРД), находившейся в Москве и являющейся одной из первых отечественных научно-исследовательских и опытно-конструкторских организаций по разработке жидкостных ракет, под руководством Королева проводились работы по созданию экспериментального ракетного аппарата с жидкостным ракетным двигателем (ЖРД). Цель их — полет человека в стратосфере. Королев рассматривал эти работы как первый шаг на пути к космическим полетам.
В 1931–1932 годах в ГИРДе были разработаны планы создания планера, оснащенного ракетным двигателем — ракетоплана, получившего обозначение РП-1. Предполагалось использовать ЖРД, который работал на жидком кислороде и бензине конструкции советского пионера ракетной техники Ф. А. Цандера, и планер БИЧ-11, созданный конструктором Б. И. Черановским. Оба конструктора были членами ГИРДа. Скоро стало ясно, что задача, которую поставили перед собой гирдовцы, была сложности чрезвычайной. Трудности заключались прежде всего в создании и отработке жидкостного двигателя. Работы по созданию РП-1 не увенчались успехом, но послужили хорошей основой для последующих работ в этой области. Оценивая возможности создания ракетоплана, С. П. Королев писал в своей книге "Ракетный полет в стратосфере", изданной в 1934 году: "Полет в стратосферу человека при помощи аппаратов, снабженных жидкостными ракетными двигателями, в настоящее время… еще невозможен".
В этот период в нашей стране были проведены важные мероприятия в области ракетной техники. На основе двух организаций — московской ГИРД и Ленинградской газодинамической лаборатории — в 1933 году в Москве был создан Реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ). С. П. Королев стал заместителем директора института. Сначала работы по созданию ракетоплана в тематический план института не были еще включены. Все свое внимание С. П. Королев, возглавлявший отдел крылатых ракет, сосредоточил на их создании. Здесь были получены результаты приоритетного характера. Полученный опыт был использован впоследствии при создании ракетоплана.
Одновременно в свободное от работы время Королев проектирует летательные аппараты, которые он планирует использовать позже в качестве ракетоплана.
Сергей Павлович спроектировал двухместный планер СК-9. Осоавиахим, заинтересованный в разработке планеров современной конструкции, финансировал работы. Осенью 1935 года планер был готов. В том же году на планерном слете в Крыму в Коктебеле СК-9 совершил несколько успешных полетов. Своими характеристиками — высокие значения запаса прочности конструкции и нагрузки на крыло — планер удивил специалистов. Тогда мало кто догадывался, что СК-9 предназначался для экспериментальных полетов с ЖРД.
В 1936 году по настоянию С. П. Королева работы по исследованию возможности создания планируемого крылатого аппарата с ЖРД включаются в тематический план РНИИ. Работы получили "права гражданства", теме присваивается номер 18, а создаваемый аппарат стал называться РП-218 (двойка появилась потому, что разрабатывался он в отделе № 2). В том же году появился научно обоснованный документ — "Тактико-технические требования на самолет с ракетным двигателем (ракетоплан)". В этих ТТТ говорилось: "Ракетоплан разрабатываемого типа предназначается для получения первого практического опыта при решении проблемы полета человека на ракетных аппаратах". Вот он, первый шаг, ведущий к апрелю 1961 года, к космическому полету человека!
Уже в начале 1936 года С. П. Королев при активном участии одного из своих соратников по ГИРДу, ныне покойного профессора Е. С. Щетинкова, а потом и инженера А. В. Палло, провел углубленные изыскания по проектированию ракетоплана, предназначенного для полета человека в стратосферу. Было рассмотрено несколько вариантов аппарата, отличавшихся топливом, геометрическими параметрами, количеством членов экипажа.
Так родился в чертежах первый ракетный аппарат для полета человека, получивший название СК-10, или РП-218. Это был моноплан, В передней части фюзеляжа находилась герметичная кабина. Летчик размещался в ней лидом вперед, а инженер-испытатель — лидом назад. За кабиной размещался топливный бак с окислителем (азотная кислота) и горючим (керосин), которые разделялись перегородкой. Вокруг бака гирляндой висели баллоны со сжатым газом, использовавшиеся для вытеснительной системы подачи топлива. В хвостовой части располагался трехкамерный ЖРД.
Тяговооруженность ракетоплана давала ему возможность самостоятельно взлететь с аэродрома. Но в дальнейшем создатели предполагали поднимать ракетоплан с помощью самолета, а потом должен был включаться жидкостный ракетный двигатель, работа которого обеспечивала достижение больших высот. После окончания работы двигателя ракетоплан должен был планировать и совершать посадку с использованием обычного двухколесного шасси.
Приведем некоторые характеристики нашего первенца реактивной авиации. Стартовый вес, по проекту, составлял 1600 кг, из них 540 кг приходилось на топливо, 160 кг — на полезный груз. Время работы двигателя составляло 120 с. Длина ракетоплана достигала 7,5 м, размах крыла — 7,4 м, нагрузка на крыло — 204 кг/м2. Стартуя с земли, ракетоплан должен был подняться на высоту около 9 км, а при буксировке самолетом на высоту 8 км его потолок поднимался до 25 км. Скорость полета при самостоятельном старте составляла около 200 м/с.
Какие же проблемы намечали решать создатели ракетоплана при испытании машины нового типа? Это прежде всего исследование динамики полета пилотируемого ракетного аппарата. Затем вопросы аэродинамики больших скоростей. Как будет чувствовать себя человек в условиях герметичной кабины в полете с большими скоростями и при воздействии больших перегрузок? Эти задачи были в плане работ. И конечно, в программе использования ракетоплана было проведение различных научных исследований стратосферы.
Работы по проектированию ракетоплана были завершены к ноябрю 1936 года, когда техническое совещание РНИИ одобрило эскизный проект РП-218. При этом было решено, что на первом этапе работ целесообразно создать ракетоплан с двигателем меньшей, чем по проекту, тяги. И в план института были включены работы по созданию ракетного аппарата на базе уже упоминавшегося планера СК-9. Этот проект получил обозначение РП-218-1. В решении технического совета института было записано: "Отделы института должны предусмотреть работу по объекту 218 в планах 1937 года как одну из ведущих работ института". (Впоследствии нумерация отделов института изменилась, второй отдел стал отделом № 3, соответственно изменилось и наименование разрабатываемого ракетоплана — РП-318-1, под которым он и вошел в историю ракетной техники.)
Работы, связанные с ракетопланом, велись энергично во всех отделах. Наиболее отработанным двигателем тогда был ЖРД ОРМ-65 (опытный реактивный мотор) конструкции В. П. Глушко, в котором использовались высококипящие компоненты топлива. В 1937–1938 годах двигатель прошел серию наземных огневых испытаний на различных режимах при установке на ракетоплане.
Скажем несколько слов о планере СК-9. Это был моноплан со среднерасположенным крылом большого удлинения. На небольшом киле было высоко установлено горизонтальное оперение. Конструкция планера — деревянная, она частично была обшита тонкой листовой нержавеющей сталью. Два бака окислителя и один горючего располагались на месте второго пилота. Двигатель устанавливался в хвостовой части. Отметим, что его запуск и режим работы контролировались и управлялись пилотом. Взлет ракетоплана производился с помощью самолета-буксировщика, а затем, после расцепки, включался ракетный двигатель.
В феврале 1938 года С. П. Королев в докладе о дальнейшем развитии работ по ракетному самолету, подготовленном совместно с Е. С. Щетинковым, показал рациональность его использования в научных и народнохозяйственных целях. Здесь же выдвигалась и обосновывалась идея создания ракетного истребителя-перехватчика.
Но случилось непредвиденное. В июле 1938 года во время стендовых испытаний одной из крылатых ракет Сергей Павлович получил ранение, и работы пришлось приостановить.
В 1939 году работы были продолжены. В январе ракетоплан испытывался в свободном полете с баками, заправленными разным количеством топлива. Несмотря на существенно возросший полетный вес, планер сохранил высокие летные качества. Испытания проводись А. Я. Щербаковым, известным авиаконструктором того времени (ведущий по планеру), и А. В. Палло (ведущий по двигателю). В конструкцию ракетоплана были внесены некоторые изменения, было принято решение установить на него другой ЖРД, РДА-1-150 конструкции Л. С. Душкина. Серия огневых испытаний этого двигателя в составе ракетоплана началась в феврале, к октябрю 1939 года прошло около 100 испытаний, из них последние 16 испытаний были контрольными. Во всех этих работах активно участвовал летчик В. П. Федоров. Ведь ему предстояло вскоре совершить полет на этой необычной машине.
Уже совсем немного времени оставалось до первого полета. В январе 1940 года на небольшом подмосковном аэродроме началась последняя серия свободных полетов — необходимо было уточнить аэродинамические характеристики ракетоплана после установки на него двигателя, определить центровку.
Запомним: 28 февраля 1940 года, 17 часов 28 минут. В это время поднялся в воздух первый ракетоплан РП-318-1, Самолет-буксировщик П-5 доставил ракетоплан на высоту 2800 м, где была произведена их расцепка. Планер пилотировал летчик В. П. Федоров, а в кабине самолета находились А. Я. Щербаков и А. В. Палло, которые вели наблюдение и киносъемку ракетоплана в полете.
А 10 и 19 марта состоялись еще два полета РП-318-1. Это были первые в нашей стране полеты человека на летательном аппарате с жидкостным ракетным двигателем. Они проложили дорогу последующим работам в области реактивной авиации. Здесь мы видим истоки и полета человека в космос.
Казалось бы, на этом можно и завершить наш рассказ. Но здесь есть одно очень важное обстоятельство, которое ранее упускалось из виду. Это вопрос о приоритете. Известно, что впервые полет человека на крылатом летательном аппарате с ЖРД состоялся в Германии — 20 июня 1939 года взлетел самолет "Хейнкель-176" с двигателем X. Вальтера. Полет продолжался 50 секунд и окончился успешно. Но следует иметь в виду, что двигатель этого самолета относится к так называемым "холодноструйным" ЖРД, в которых тяга создается благодаря разложению концентрированной перекиси водорода в присутствии катализатора. Если же говорить о полете человека на аппарате с двигателем, в котором осуществляются все процессы, присущие современному жидкостному ракетному двигателю (подача двух жидких компонентов топлива, зажигание, охлаждение), то приоритет в этом случае принадлежит нашей стране.