Введение
Первая межконтинентальная баллистическая ракета
Ракета Р-7 «Семёрка» (Р 7 Семёрка), официально индекс ГРАУ 8К71, была советской ракетой, разработанной во время холодной войны, и первой в мире межконтинентальной баллистической ракетой. Ракета Р-7 совершила 28 запусков в период с 1957 по 1961 год. Модифицированный вариант, Р-7А, находился в эксплуатации с 1960 по 1968 год. Западные страны не знали о ней до её запуска (позже она получила кодовое название НАТО SS-6 Sapwood). В модифицированном виде она вывела на орбиту первый искусственный спутник Земли «Спутник-1» и стала основой для семейства ракет Р-7, включающего космические пусковые аппараты «Спутник», «Луна», «Молния», «Восток» и «Восход», а также более поздние варианты «Союз». Различные модификации до сих пор используются, и она стала самой надежной ракетой-носителем в мире.
Описание
Ракета Р-7 была длинной, диаметром и весом; она имела одноступенчатую конструкцию с четырьмя боковыми ускорителями, работающими на ракетных двигателях, использующих жидкий кислород (LOX) и керосин, и способными выводить полезную нагрузку до , с точностью (CEP) около . На ракете неслась одна термоядерная боеголовка номинальной мощностью 3 мегатонны в тротиловом эквиваленте. Запуск обеспечивался четырьмя боковыми жидкостными ракетными ускорителями с центральным "удерживающим" двигателем, питающим центральный блок. Каждый боковой ускоритель включал два рулевых двигателя малой тяги, а центральная ступень – четыре. Система наведения была инерциальная с радиоуправлением рулевых двигателей малой тяги. Широко распространенное прозвище ракеты-носителя Р-7, "Семёрка", является приблизительным переводом выражения "старый номер семь" на русский язык.
Разработка
Проектные работы начались в 1953 году на ОКБ-1 в Калининграде Московской области (ныне Королёв, Московская область) и других подразделениях с требованием создания ракеты с пусковой массой от 170 до 200 тонн, дальностью 8500 км и способной нести ядерную боеголовку, достаточно мощную для нанесения удара по Соединенным Штатам. В конце 1953 года масса боеголовки была увеличена до 5,5–6 тонн для размещения планируемой термоядерной бомбы. 20 мая 1954 года Совет Министров СССР одобрил разработку Р-7. Для подъема полезной нагрузки в 5,5 тонн потребовалось перепроектирование существующих двигателей РД-105 и РД-106. ОКБ-456 под руководством Валентина Глушко объединило четыре камеры сгорания с использованием одного турбонасоса, что обеспечивало суммарную тягу, превышающую тягу одного двигателя. К другим преимуществам относились меньший общий вес двигателя, а также упрощение конструкции, испытаний и производства за счет стандартизации. Основные двигатели центрального блока и боковых ускорителей использовали конфигурацию с четырьмя камерами сгорания. Четыре боковых двигателя работали на двигателе РД-107, обеспечивающем тягу на уровне моря в 83 тонны, каждый с двумя рулевыми двигателями для помощи в управлении. Центральный двигатель РД-108 обеспечивал тягу на уровне моря в 75 тонн и включал четыре рулевых двигателя, используемых для управления. Ракета обладала рядом ключевых особенностей, делавших её уникальной. Вместо использования газовых рулей для управления, которые увеличивали сопротивление на выходе из сопла двигателя, в Р-7 использовались специальные рулевые двигатели. Эти же двигатели служили двигателями малой тяги на последней ступени. Благодаря блочной конструкции каждый ускоритель имел собственные топливные баки. Конструкторской группе пришлось разработать систему регулирования соотношения компонентов топлива и синхронизации их расхода между ускорителями. Вместо свободно стоящей ракеты, запускаемой с горизонтальной площадки, выяснилось, что сборка блока из центрального блока и четырех ускорителей непосредственно на площадке практически невозможна без риска разрушения. Кроме того, порыв ветра мог опрокинуть незаправленную ракету. Решением стало отказаться от площадки и подвесить всю ракету в фермах, воспринимающих как вертикальную нагрузку, так и горизонтальные ветровые силы. Система запуска имитировала условия полета, когда боковые ускорители толкали центральный блок вперед.
Испытания
Существующая испытательная площадка в Капустинском Яре была недостаточна для испытаний, необходимых для Р-7. Поэтому 12 февраля 1955 года было утверждено новое место в Казахстане, которое впоследствии стало космодромом Байконур. Первая серия испытаний началась с доставки готового к полету изделия 1 мая 1957 года и его запуска 15 мая. Почти сразу после взлета в одном из боковых ускорителей произошел пожар. Ракета отделилась от ускорителя на 88-й секунде полета (T+88), который упал в 400 км (248 миль) от стартовой позиции. Следующая попытка 11 июня была прервана из-за короткого замыкания, вызвавшего неконтролируемое вращение ракеты и ее разрушение через 33 секунды после взлета. Первый успешный дальний полет состоялся 21 августа 1957 года, ракета достигла цели на Камчатке, однако макет боеголовки разрушился в верхних слоях атмосферы. Через пять дней ТАСС объявил об успешном испытании Советским Союзом первой в мире межконтинентальной баллистической ракеты. Второе успешное испытание состоялось 7 сентября 1957 года, ракета пролетела 6000 км. Однако и в этом случае макет боеголовки разрушился в верхних слоях атмосферы. Первая серия испытаний завершилась 10 июля 1958 года. Вторая серия испытаний, включающая усовершенствования, началась 24 декабря 1958 года и завершилась 27 декабря 1959 года. Семь из восьми испытательных пусков были успешными. В ходе этих интенсивных испытаний проблемы были решены, и ракета была признана готовой к эксплуатации 20 января 1960 года.
Эксплуатационная история
Модифицированная версия ракеты (8К71ПС) вывела на орбиту первый в мире спутник, когда «Спутник-1» стартовал с Байконура 4 октября 1957 года. 3 ноября 1957 года последовал запуск «Спутника-2». Ракета «Спутник» (8А91) впоследствии вывела на орбиту «Спутник-3» 15 мая 1958 года. Первое стратегическое ракетное подразделение было приведено в состояние боевой готовности 15 декабря 1959 года в Плесецке, на северо-западе СССР. Улучшенная версия, Р-7А с облегченной боеголовкой, полностью инерциальной системой наведения и дальностью 12 000 км, стала стандартной после достижения ею боевой готовности 12 сентября 1960 года. Стоимость системы была высокой, главным образом из-за сложности строительства крупных стартовых комплексов в отдаленных районах. Помимо стоимости, ракетная система столкнулась и с другими эксплуатационными проблемами. Из-за разведывательных полетов U-2 огромные стартовые комплексы Р-7 не могли быть скрыты и, следовательно, могли быть быстро уничтожены в любой ядерной войне. Кроме того, подготовка Р-7 к запуску занимала почти двадцать часов, и из-за криогенной топливной системы ее нельзя было держать в боевой готовности более суток. Таким образом, советские войска не могли находиться в постоянной боевой готовности и могли подвергнуться авиаудару до запуска. Эти проблемы привели к сокращению первоначально запланированных пятидесяти стартовых комплексов до шести: пять для стратегических сил – объект 31 на Байконуре и объекты 16, 41 и 43 (2 стартовых позиции) в Плесецке, и один для космических запусков – объект 1 на Байконуре. Ограничения Р-7 подтолкнули Советский Союз к ускоренной разработке ракет второго поколения, которые были бы более эффективными системами вооружения, в частности Р-16. Р-7 была снята с военной службы к середине 1968 года. Несмотря на то, что Р-7 оказалась непрактичной в качестве оружия, она стала основой для серии советских ракет-носителей, включая семейства ракет-носителей «Восток», «Молния» и «Союз».
Операторы
Ракетные войска стратегического назначения были единственным эксплуатантом комплекса "Семёрка".