21 августа 1957 года ровно 60 лет назад с космодрома Байконур была успешно запущена первая в мире межконтинентальная баллистическая ракета (МБР) Р-7. Эта советская ракета стала первой межконтинентальной баллистической ракетой, прошедшей успешные испытания и доставившей боеголовку на межконтинентальную дальность. Р-7, которую называли также «семеркой» (индекс ГРАУ – 8К71), была двухступенчатой МБР с отделяющейся головной частью массой 3 тонны и дальностью полета 8 тысяч километров.

В дальнейшем с 20 января 1960 по конец 1968 года модификация данной ракеты под обозначением Р-7А (индекс ГРАУ – 8К74) с увеличенной до 9,5 тысяч километров дальностью полета находилась на вооружении РВСН СССР. В странах НАТО данная ракета получила известность как SS-6 Sapwood. Эта советская ракета стала не только грозным оружием, но и серьезной вехой в отечественной космонавтике, став базой для создания ракет-носителей, предназначенных для вывода в космос космических аппаратов и кораблей, в том числе пилотируемых. Вклад данной ракеты в освоение космоса огромен – на ракетах-носителях семейства Р-7 были запущены в космос многие искусственные спутники Земли, начиная с самых первых, а также состоялся полет первого человека в космос.

История создания ракеты Р-7

История создания МБР Р-7 началась задолго до того, как состоялся первый ее старт – в конце 1940-х начале 1950-х годов. В этот период по результатам разработок одноступенчатых баллистических ракет Р-1, Р-2, Р-3 и Р-5, которыми руководил выдающийся советский конструктор Сергей Павлович Королёв, стало ясно, что в будущем для достижения территории потенциального противника потребуется существенно более мощная составная многоступенчатая ракета, идея создания которой ранее была озвучена знаменитым российским теоретиком космонавтики Константином Циолковским.

Еще в 1947 году Михаил Тихонравов организовал в НИИ артиллерийских наук отдельную группу, которая начала осуществлять систематические исследования возможности разработки составных (многоступенчатых) баллистических ракет. Изучив результаты, которые были получены данной группой, Королёв принял решение провести эскизное проектирование мощной многоступенчатой ракеты. Предварительные изыскания по разработке МБР начались в 1950 году: 4 декабря 1950 года Постановлением Совета Министров СССР была поставлена комплексная поисковая НИР по теме «Исследование перспектив создания РДД разных типов с дальностью полета 5-10 тысяч километров и массой боевой части от 1 до 10 тонн». А 20 мая 1954 года вышло еще одно постановление правительства, которое официально ставило перед ОКБ-1 задачу по разработке баллистической ракеты, которая смогла бы нести термоядерный заряд на межконтинентальную дальность.

Новые мощные двигатели для ракеты Р-7 создавались параллельно в ОКБ-456, работами руководил Валентин Глушко. Систему управления для ракеты проектировали Николай Пилюгин и Борис Петров, стартовый комплекс – Владимир Бармин. К работе был привлечен и ряд других организаций. Одновременно с этим в стране был поставлен и вопрос о строительстве нового полигона, предназначенного для испытаний межконтинентальных баллистических ракет. В феврале 1955 года вышло очередное постановление Правительства СССР о начале постройки полигона, которому было присвоено название 5-й Научно-исследовательский и испытательный полигон Министерства обороны (НИИП-5). Полигон решено было строить в районе аула Байконур и разъезда Тюра-Там (Казахстан), впоследствии он вошел в историю и известен и по сей день именно как Байконур. Космодром строился как особо секретный объект, стартовый комплекс для новых ракет Р-7 был готов в апреле 1957 года.

Проектирование ракеты Р-7 было закончено в июле 1954 года, а уже 20 ноября того же года постройка ракеты была официально одобрена Советом министров СССР. К началу 1957 года первая советская межконтинентальная баллистическая ракета была готова к испытаниям. Начиная с середины мая 1957 года, проводилась первая серия испытаний новой ракеты, она продемонстрировала наличие серьезных недостатков в ее конструкции. 15 мая 1957 года был выполнен первый запуск МБР Р-7. Согласно визуальным наблюдениям полет ракеты протекал нормально, однако затем в хвостовом отсеке стали заметны изменения в пламени истекающих газов из двигателей. В дальнейшем после обработки телеметрии было установлено, что в одном из боковых блоков возник пожар. После 98 секунд управляемого полета из-за потери тяги произошло отделение данного блока, после чего последовала команда на выключение двигателей ракеты. Причиной аварии была названа негерметичность топливной магистрали горючего.

Следующий запуск, который был намечен на 11 июня 1957 года, не состоялся из-за неисправности двигателей центрального блока. Несколько попыток запустить двигатели ракеты ни к чему не привели, после чего автоматика выдала команду на аварийное отключение. Руководством испытаний было принято решение слить топливо и снять МБР Р-7 со стартовой позиции. 12 июля 1957 года ракета Р-7 смогла взлететь, но на 33 секунде полета была потеряна устойчивость, ракета начала отклоняться от заданной полетной траектории. В этот раз причиной аварии назвали замыкание на корпусе цепей управляющего сигнала интегрирующего прибора по каналу вращения и тангажа.

Лишь четвертый пуск новой ракеты, который состоялся 21 августа 1957 года, был признан успешным, ракета впервые смогла достичь района заданной цели. Ракета стартовала с Байконура, отработала активный участок траектории, после чего головная часть ракеты попала в заданный квадрат полуострова Камчатка (ракетный полигон Кура). Но и в этом четвертом пуске не все было гладко. Основным недостатком запуска стало разрушение головной части ракеты в плотных слоях атмосферы на нисходящем участке ее траектории. Телеметрическая связь с ракетой была потеряна за 15-20 секунд до расчетного времени достижения земной поверхности. Проведенный анализ упавших элементов конструкции головной части ракеты Р-7 позволил установить, что разрушение началось с наконечника головной части, а также одновременно с этим уточнить величины уноса ее теплозащитного покрытия. Полученная информация позволила доработать документацию на головную часть ракеты, уточнить прочностные и конструкторские расчеты, компоновку, а также изготовить новую ракету в кратчайшие сроки для очередного пуска. При этом уже 27 августа 1957 года в советской печати появилась новость об успешном испытании в Советском Союзе сверхдальней многоступенчатой ракеты.

Положительные результаты полета первой советской МБР Р-7 на активном участке траектории позволили использовать данную ракету для запуска первых в истории человечества искусственных спутников Земли 4 октября и 3 ноября того же года. Изначально создаваемая как боевая ракета Р-7 обладала необходимыми энергетическими возможностями, которые позволяли с ее помощью выводить в космос (на околоземную орбиту) значительную массу полезной нагрузки, что и было наглядно продемонстрировано запуском первых советских спутников.

По результатам проведения 6 испытательных запусков МБР Р-7 ее головная часть была существенно доработана (по сути, заменена новой), доработке подверглась система отделения головной части, а также были применены щелевые антенны телеметрической системы. 29 марта 1958 года впервые состоялся запуск, который был успешным в полном объеме (головная часть ракеты достигла цели без разрушения). При этом в течение 1958 и 1959 годов продолжались летные испытания ракеты, по результатам которых в ее конструкцию вносились все новые доработки. В результате постановлением Совета Министров СССР и ЦК КПСС № 192-20 от 20 января 1960 года ракета Р-7 была официально принята на вооружение.

Конструкция ракеты Р-7

Межконтинентальная баллистическая ракета Р-7, созданная в ОКБ-1 под руководством главного конструктора Сергея Павловича Королёва (главный проектировщик Сергей Сергеевич Крюков), была построена по так называемой «пакетной» схеме. Первая ступень ракеты состояла из 4-х боковых блоков, каждый из которых имел длину 19 метров и наибольший диаметр 3 метра. Боковые блоки были расположены симметрично вокруг центрального блока (вторая ступень ракеты) и соединены с ним нижним и верхним поясами силовых связей. Конструкция блоков ракеты была одинаковой. Каждый из них состоял из опорного конуса, силового кольца, топливных баков, хвостового отсека, а также двигательной установки. На всех блоках были установлены ЖРД РД-107 с системой насосной подачи компонентов топлива. Данный двигатель был построен по открытой схеме и включал в себя 6 камер сгорания. При этом две камеры применялись в качестве рулевых. ЖРД РД-107 развивал у земной поверхности тягу в 82 тонны.

Вторая ступень ракеты (центральный блок) включала в себя приборный отсек, бак для горючего и окислителя, силовое кольцо, хвостовой отсек, маршевый двигатель и 4 рулевых агрегата. На второй ступени был размещен ЖРД-108, который по конструкции был аналогичен РД-107, но отличался большим количеством рулевых камер. Данный двигатель развивал у земли тягу 75 тонн. Включался он одновременно с двигателями первой ступени (еще в момент старта) и работал соответственно дольше, чем ЖРД первой ступени. Запуск всех имеющихся двигателей первой и второй ступени прямо на старте выполнялся по той причине, что в то время у создателей ракеты не было уверенности в возможности надежного зажигания двигателей второй ступени на большой высоте. С похожей проблемой тогда столкнулись и американские конструкторы, которые работали над своей МБР «Атлас».

ЖРД РД-107 в Мемориальном музее космонавтики в Москве

Все двигатели первой советской МБР Р-7 использовали двухкомпонентное топливо: горючее – керосин Т-1, окислитель – жидкий кислород. Для привода турбонасосных агрегатов ракетных двигателей был применен горячий газ, образующийся в газогенераторе при каталитическом разложении перекиси водорода, а для наддува баков использовался сжатый азот. Для обеспечения заданной дальности полета ракеты на ней была размещена автоматическая система регулирования режимов работы двигателей, а также система синхронного опорожнения баков (СОБ), что позволило уменьшить гарантийный запас топлива. Конструктивно-компоновочная схема ракеты Р-7 обеспечивала запуск всех ее двигателей в момент старта при помощи специальных пирозажигательных устройств, они были размещены в каждой из 32 камер сгорания. Маршевые ЖРД данной ракеты для своего времени выделялись очень высокими энергетическими и массовыми характеристиками, а также выгодно отличались своей высокой степенью надежности.

Система управления межконтинентальной баллистической ракеты Р-7 была комбинированной. Автономная подсистема отвечала за обеспечение угловой стабилизации и стабилизации центра масс во время нахождения ракеты на активном участке траектории. А радиотехническая подсистема отвечала за коррекцию бокового движения центра масс на завершающем этапе активного участка траектории и выдачу команды на выключение двигателей. Исполнительными органами системы управления ракетой являлись воздушные рули и поворотные камеры рулевых двигателей.

Значение ракеты Р-7 в деле покорении космоса

Р-7, которую многие называли просто «семеркой», стала прародителем целого семейства ракет-носителей советского и российского производства. Они были созданы на основе МБР Р-7 в ходе глубокого и многоэтапного процесса модернизации. Начиная с 1958 года и по настоящее время, все ракеты семейства Р-7 производятся «ЦСКБ-Прогресс» (Самара).

Ракеты-носители на базе Р-7

Удачность и, как следствие этого, высокая надежность конструкции ракеты в совокупности с достаточно большой для МБР мощностью позволили использовать ее и в качестве ракеты-носителя. Уже в процессе эксплуатации Р-7 в этом качестве были выявлены некоторые недостатки, происходил процесс ее постепенной модернизации для повышения массы выводимой на орбиту полезной нагрузки, надежности, а также расширения спектра решаемых ракетой задач. Ракеты-носители данного семейства по-настоящему открыли всему человечеству космическую эру, с их помощью, среди всего прочего, были осуществлены:

- вывод на земную орбиту первого в истории искусственного спутника;
- вывод на земную орбиту первого спутника с живым существом на борту (собака-космонавт Лайка);
- вывод на земную орбиту первого корабля с человеком на борту (полет Юрия Гагарина).

Надежность конструкции созданной Королёвым ракеты Р-7 позволила разработать на ее базе целое семейство ракет-носителей: «Восток», «Восход», «Молния», «Союз», «Союз-2» и различных их модификаций. При этом новейшие из них активно используются и в наши дни. Ракеты семейства Р-7 стали самыми массовыми в истории, число их запусков уже составляет порядка 2000, они же признаются и одними из самых надежных в мире. На сегодняшний день все пилотируемые запуски Советского Союза и России осуществлены при помощи ракет-носителей данного семейства. В настоящее время Роскосмосом и Космическими войсками активно эксплуатируются ракеты «Союз-ФГ» и «Союз-2» данного семейства.

Дублирующая копия гагаринского «Восток-1». Экспонируется на территории музея космонавтики в Калуге

Источники информации:
https://ria.ru/spravka/20120821/727374310.html
http://www.soyuz.by/news/expert/34128.html
http://rbase.new-factoria.ru/missile/wobb/r-7/r-7.shtml
Материалы из открытых источников