21 sierpnia 1957 roku, dokładnie 60 lat temu, z kosmodromu Bajkonur wystrzelono z powodzeniem pierwszą na świecie międzykontynentalną rakietę balistyczną (ICBM) R-7. Ten sowiecki pocisk był pierwszym międzykontynentalnym pociskiem balistycznym, który przeszedł pomyślnie testy i dostarczył głowicę bojową na zasięg międzykontynentalny. R-7, który był również nazywany „siódemką” (indeks GRAU - 8K71), był dwustopniowym ICBM z odłączaną głowicą o masie 3 ton i zasięgu lotu 8 tysięcy kilometrów.
Później, od 20 stycznia 1960 r. do końca 1968 r., Modyfikacja tego pocisku pod oznaczeniem R-7A (indeks GRAU - 8K74) o zwiększonym zasięgu lotu 9,5 tys. km była na wyposażeniu Strategicznych Sił Rakietowych ZSRR. W krajach NATO pocisk ten był znany jako SS-6 Sapwood. Ta radziecka rakieta stała się nie tylko potężną bronią, ale także kamieniem milowym w rosyjskiej kosmonautyce, stając się podstawą do stworzenia pojazdów nośnych przeznaczonych do wystrzeliwania w kosmos statków kosmicznych i statków, w tym załogowych. Wkład tej rakiety w eksplorację kosmosu jest ogromny: wiele sztucznych satelitów Ziemi zostało wystrzelonych w kosmos na rakietach nośnych R-7, zaczynając od pierwszych, a pierwszy człowiek poleciał w kosmos.
Historia powstania rakiety R-7
Historia powstania R-7 ICBM rozpoczęła się na długo przed jego pierwszym uruchomieniem – pod koniec lat 40. i na początku lat 50. XX wieku. W tym okresie, zgodnie z wynikami rozwoju jednostopniowych pocisków balistycznych R-1, R-2, R-3 i R-5, którymi kierował wybitny radziecki projektant Siergiej Pawłowicz Korolow, stało się jasne, że w przyszłości, aby dotrzeć na terytorium potencjalnego wroga, znacznie potężniejszego kompozytu wielostopniowej rakiety, pomysł stworzenia, który wcześniej wyraził słynny rosyjski teoretyk kosmonautyki Konstantin Ciołkowski.
W 1947 r. Michaił Tichonrawow zorganizował osobną grupę w Instytucie Badawczym Nauk Artylerii, który zaczął prowadzić systematyczne badania możliwości opracowania kompozytowych (wielostopniowych) pocisków balistycznych. Po przestudiowaniu wyników uzyskanych przez tę grupę Korolev postanowił przeprowadzić wstępny projekt potężnej rakiety wielostopniowej. Wstępne badania nad rozwojem ICBM rozpoczęły się w 1950 r.: 4 grudnia 1950 r. Dekretem Rady Ministrów ZSRR przeprowadzono kompleksowe poszukiwania badawczo-rozwojowe na temat „Badanie perspektyw tworzenia różnych typy RDD o zasięgu lotu 5-10 tysięcy kilometrów i masie głowicy od 1 do 10 ton.”… A 20 maja 1954 r. Wydano kolejny dekret rządowy, który oficjalnie wyznaczył OKB-1 zadanie opracowania pocisku balistycznego, który mógłby przenosić ładunek termojądrowy na odległość międzykontynentalną.
Nowe potężne silniki do rakiety R-7 powstały równolegle w OKB-456, prace nadzorował Valentin Glushko. System sterowania rakietą zaprojektowali Nikołaj Pilyugin i Boris Pietrow, kompleks startowy zaprojektował Władimir Barmin. W prace zaangażowanych było również wiele innych organizacji. Jednocześnie podniósł kwestię budowy nowego poligonu dla międzykontynentalnych rakiet balistycznych. W lutym 1955 r. wydano kolejny dekret Rządu ZSRR o rozpoczęciu budowy poligonu badawczego, który został nazwany 5. Poligonem Badawczo-Badawczym Ministerstwa Obrony (NIIP-5). Postanowiono zbudować wielokąt w rejonie wsi Bajkonur i węzła Tyura-Tam (Kazachstan), później przeszedł on do historii i do dziś znany jest właśnie jako Bajkonur. Kosmodrom został zbudowany jako obiekt ściśle tajny, kompleks startowy dla nowych pocisków R-7 był gotowy w kwietniu 1957 roku.
Projekt rakiety R-7 ukończono w lipcu 1954 roku, a już 20 listopada tego samego roku konstrukcja rakiety została oficjalnie zatwierdzona przez Radę Ministrów ZSRR. Na początku 1957 roku pierwszy sowiecki międzykontynentalny pocisk balistyczny był gotowy do testów. Od połowy maja 1957 roku przeprowadzono pierwszą serię testów nowej rakiety, która wykazała obecność poważnych wad w jej konstrukcji. 15 maja 1957 r. dokonano pierwszego startu rakiety R-7 ICBM. Według obserwacji wizualnych lot rakiety przebiegał normalnie, ale potem w komorze ogonowej zauważalne były zmiany płomienia spalin z silników. Później, po przetworzeniu telemetrii, okazało się, że w jednym z bocznych bloków wybuchł pożar. Po 98 sekundach kontrolowanego lotu z powodu utraty ciągu jednostka ta została oddzielona, po czym nastąpiło polecenie wyłączenia silników rakietowych. Przyczyną wypadku był wyciek w przewodzie paliwowym.
Kolejny start, zaplanowany na 11 czerwca 1957 r., nie odbył się z powodu awarii silników jednostki centralnej. Kilka prób uruchomienia silników rakietowych nie doprowadziło do niczego, po czym automatyka wydała polecenie wyłączenia awaryjnego. Kierownictwo testowe postanowiło spuścić paliwo i usunąć ICBM R-7 z miejsca startu. 12 lipca 1957 r. rakieta R-7 była w stanie wystartować, ale po 33 sekundach utraty stabilności lotu rakieta zaczęła zbaczać z określonej trajektorii lotu. Tym razem przyczyną wypadku było zwarcie w korpusie obwodów sygnału sterującego integratora wzdłuż kanału obrotu i nachylenia.
Dopiero czwarte uruchomienie nowej rakiety, które odbyło się 21 sierpnia 1957 roku, zostało uznane za udane, rakieta po raz pierwszy była w stanie dotrzeć do obszaru docelowego. Rakieta została wystrzelona z Bajkonuru, opracowała aktywny odcinek trajektorii, po czym głowica rakiety uderzyła w dany plac na Kamczatce (zasięg rakiet Kura). Ale nawet w tym czwartym uruchomieniu nie wszystko poszło gładko. Główną wadą startu było zniszczenie głowicy rakiety w gęstych warstwach atmosfery na opadającej części jej trajektorii. Komunikacja telemetryczna z rakietą została utracona 15-20 sekund przed szacowanym czasem dotarcia do powierzchni Ziemi. Analiza zniszczonych elementów konstrukcyjnych głowicy rakietowej R-7 pozwoliła ustalić, że niszczenie rozpoczęło się od czubka głowicy, a jednocześnie wyjaśnić wielkość przeniesienia jej powłoki termoizolacyjnej. Otrzymane informacje umożliwiły sfinalizowanie dokumentacji głowicy rakietowej, wyjaśnienie obliczeń wytrzymałościowych i konstrukcyjnych, rozmieszczenie, a także jak najszybsze wyprodukowanie nowej rakiety do następnego odpalenia. W tym samym czasie, 27 sierpnia 1957 r., w prasie sowieckiej pojawiły się informacje o udanym teście w Związku Radzieckim rakiety wielostopniowej ultradalekiego zasięgu.
Pozytywne wyniki lotu pierwszego radzieckiego ICBM R-7 w aktywnej części trajektorii umożliwiły wykorzystanie tej rakiety do wystrzelenia pierwszych sztucznych satelitów Ziemi w historii ludzkości 4 października i 3 listopada tego samego roku. Stworzony pierwotnie jako pocisk bojowy, R-7 posiadał niezbędne zdolności energetyczne, co umożliwiało wykorzystanie go do wystrzelenia znacznej masy ładunku w przestrzeń kosmiczną (na orbitę okołoziemską), co wyraźnie zademonstrowało wystrzelenie pocisku rakietowego. pierwsze sowieckie satelity.
Na podstawie wyników 6 próbnych startów rakiety R-7 ICBM znacznie zmodyfikowano jej głowicę (w rzeczywistości zastąpiono ją nową), zrewidowano system separacji głowic oraz zastosowano anteny szczelinowe systemu telemetrii. 29 marca 1958 odbył się pierwszy start, który zakończył się pełnym sukcesem (głowica rakiety dotarła do celu bez zniszczenia). W tym samym czasie w latach 1958 i 1959 kontynuowano próby w locie rakiety, w wyniku których dokonano wszystkich nowych modyfikacji w jej konstrukcji. W rezultacie uchwałą Rady Ministrów ZSRR i Komitetu Centralnego KPZR nr 192-20 z 20 stycznia 1960 r. Rakieta R-7 została oficjalnie oddana do użytku.
Konstrukcja rakietowa R-7
Międzykontynentalny pocisk balistyczny R-7, stworzony w OKB-1 pod kierownictwem głównego projektanta Siergieja Pawłowicza Korolowa (główny projektant Siergiej Siergiejewicz Kryukow), został zbudowany zgodnie z tak zwanym schematem „wsadowym”. Pierwszy stopień rakiety składał się z 4 bloków bocznych, z których każdy miał długość 19 metrów i maksymalną średnicę 3 metry. Bloki boczne zostały rozmieszczone symetrycznie wokół bloku centralnego (drugi stopień rakiety) i połączone z nim dolnym i górnym pasem połączeń energetycznych. Konstrukcja bloków rakietowych była taka sama. Każdy z nich składał się ze stożka nośnego, pierścienia mocy, zbiorników paliwa, przedziału ogonowego i układu napędowego. Wszystkie jednostki były wyposażone w silniki rakietowe RD-107 z układem pompowym do dostarczania komponentów paliwowych. Silnik ten został zbudowany na obiegu otwartym i zawierał 6 komór spalania. W tym przypadku jako komory sterujące wykorzystano dwie komory. Silnik rakietowy RD-107 wytworzył na powierzchni ziemi ciąg 82 ton.
Drugi stopień rakiety (centralny blok) zawierał przedział przyrządów, zbiornik paliwa i utleniacza, pierścień mocy, przedział ogonowy, silnik główny i 4 jednostki sterujące. Na drugim etapie umieszczono ZhRE-108, który był podobny w konstrukcji do RD-107, ale różnił się dużą liczbą komór kierowniczych. Silnik ten wytworzył 75 ton ciągu przy ziemi. Był włączany jednocześnie z silnikami pierwszego stopnia (nawet w momencie startu) i pracował odpowiednio dłużej niż silnik na paliwo płynne pierwszego stopnia. Uruchomienie wszystkich dostępnych silników pierwszego i drugiego stopnia już na starcie odbyło się z tego powodu, że w tamtym czasie twórcy rakiety nie mieli zaufania do możliwości niezawodnego zapłonu silników drugiego stopnia na dużej wysokości. Podobny problem napotkali wówczas amerykańscy projektanci, którzy pracowali nad swoimi rakietami ICBM Atlas.
LPRE RD-107 w Muzeum Pamięci Kosmonautyki w Moskwie
Wszystkie silniki pierwszego radzieckiego ICBM R-7 wykorzystywały paliwo dwuskładnikowe: paliwo - nafta T-1, utleniacz - ciekły tlen. Do napędu zespołów turbopomp silników rakietowych wykorzystano gorący gaz powstający w generatorze gazu podczas katalitycznego rozkładu nadtlenku wodoru, a do zwiększenia ciśnienia w zbiornikach zastosowano sprężony azot. Aby zapewnić dany zasięg lotu rakiety, umieszczono na niej automatyczny system regulacji trybów pracy silników, a także system synchronicznego opróżniania zbiorników (SOB), co pozwoliło na zmniejszenie gwarantowanego dopływu paliwa. Konstrukcja i układ rakiety R-7 zapewniały uruchomienie wszystkich jej silników w momencie startu za pomocą specjalnych urządzeń piro-zapłonowych, zostały one umieszczone w każdej z 32 komór spalania. Silniki rakietowe tej rakiety na swój czas wyróżniały się bardzo wysokimi właściwościami energetycznymi i masowymi, a także korzystnie wyróżniały się wysokim stopniem niezawodności.
Połączono system sterowania międzykontynentalnym pociskiem balistycznym R-7. Autonomiczny podsystem odpowiadał za stabilizację kątową i stabilizację środka masy, gdy rakieta znajdowała się na aktywnym odcinku trajektorii. A podsystem inżynierii radiowej był odpowiedzialny za korygowanie bocznego ruchu środka masy na końcowym etapie aktywnego odcinka trajektorii i wydawanie polecenia wyłączenia silników. Organami wykonawczymi systemu sterowania rakietami były stery pneumatyczne i komory obrotowe silników sterowych.
Wartość rakiety R-7 w podboju kosmosu
R-7, nazywany przez wielu po prostu „siódemką”, stał się protoplastą całej rodziny radzieckich i rosyjskich rakiet nośnych. Powstały one na bazie pocisków rakietowych R-7 ICBM w trakcie głębokiego i wieloetapowego procesu modernizacji. Od 1958 roku do chwili obecnej wszystkie pociski z rodziny R-7 są produkowane przez TsSKB-Progress (Samara).
Uruchom pojazdy oparte na R-7
Sukces, a w konsekwencji wysoka niezawodność konstrukcji pocisku, w połączeniu z wystarczająco dużą mocą dla ICBM, umożliwiły wykorzystanie go jako pojazdu startowego. Już w trakcie eksploatacji R-7 w tym udźwigu zidentyfikowano pewne niedociągnięcia, przeprowadzono proces jego stopniowej modernizacji w celu zwiększenia masy ładunku umieszczonego na orbicie, niezawodności, a także rozszerzenia zakresu zadań rozwiązywanych przez rakieta. Pojazdy nośne tej rodziny naprawdę otworzyły erę kosmiczną dla całej ludzkości, z ich pomocą przeprowadzono między innymi:
- wystrzelenie pierwszego sztucznego satelity na orbitę ziemską;
- wystrzelenie na orbitę ziemską pierwszego satelity z żywym stworzeniem na pokładzie (pies-kosmonauta Łajka);
- wystrzelenie pierwszego statku kosmicznego z człowiekiem na pokładzie na orbitę ziemską (lot Jurija Gagarina).
Niezawodność konstrukcji rakiety R-7 stworzonej przez Korolowa pozwoliła opracować na jej podstawie całą rodzinę rakiet nośnych: Wostok, Woschod, Molniya, Sojuz, Sojuz-2 i ich różne modyfikacje. Co więcej, najnowsze z nich są aktywnie wykorzystywane do dziś. Rakiety z rodziny R-7 stały się najbardziej masywne w historii, liczba ich startów wynosi już około 2000, są również uznawane za jedne z najbardziej niezawodnych na świecie. Do tej pory wszystkie starty załogowe Związku Radzieckiego i Rosji były przeprowadzane przy użyciu rakiet nośnych tej rodziny. Obecnie Roskosmos i Siły Kosmiczne aktywnie obsługują pociski Sojuz-FG i Sojuz-2 z tej rodziny.
Duplikat „Wostok-1” Gagarina. Wystawiony na terenie Muzeum Kosmonautyki w Kałudze
