Как создавалась советская баллистическая ракета (3 фото)
В условиях острой конкуренции
Стратегическая ракетная отрасль в 50-х годах могла пойти по совсем иному пути. В 1952 году практически одновременно стартовали три опытно-конструкторских работы. В ТЗ на каждую из них была задана дальность полета – 8000 км, а также вес доставляемого полезного груза, ядерного заряда, - 3000 кг.
Ставшую всемирно известной ракету Р-7 разрабатывали в ОКБ-1 под руководством С.П. Королева. А два других проекта представляли собой создание крылатых ракет «Буря» (ОКБ С.А.Лавочкина) и «Буран» (ОКБ В.М.Мясищева). Оба «крылатых» проекта предполагали построение двухступенчатой ракетно-самолетной системы. Первой ступенью была обычная ракета с ЖРД, которая разгоняла до скорости 3М-3,5М вторую ступень, обладавшую характеристиками сверхзвукового самолета-беспилотника.
При этом вторая ступень и «Бури», и «Бурана» при подлете к атакуемой территории совершали маневр с резким набором высоты, чтобы успешно преодолеть средства ПВО. Ориентация осуществлялась при помощи астронавигационной системы.
Разработку обеих крылатых ракет прекратили в 1958 году, когда стало понятно, что Р-7 по своим параметрам их превосходит. Был изготовлен лишь один опытный образец «Бурана», который начал проходить стендовые испытания. «Буря» же продвинулась дальше. С 1958 по 1960 год было совершено 18 запусков. Но при этом максимальная дальность полета составила лишь 6500 км, а «грузоподъемность» ракеты - 2400 кг.
Тем не менее, существовала перспектива получить новое оружие, обладающее рядом достоинств по сравнению с баллистической ракетой. О чем группа разработчиков и ученых во главе с Келдышем обратилась к Хрущеву. Их поддержал министр обороны Малиновский. На что Малиновскому в ЦК КПСС безапелляционно заявили: «Никита Сергеевич сказал, что эта работа бесполезна. И других мнений быть не может!». Из-за этого Советскому Союзу пришлось в будущем сокращать отставание от Запада в сегменте крылатых ракет.
На снимке: ракета-самолет «Буря»/ Фотохроника ТАСС
Перестройка на марше
Зарождавшаяся ракетно-ядерная отрасль в 50-е годы развивалась динамично. Какое-либо очередное достижение влекло за собой коррекцию чуть ли во всех областях, ее образующих. В 1953 году в Семипалатинске была испытана термоядерная бомба. В связи с чем Королев получил задание увеличить боевую нагрузку ракеты почти вдвое, чтобы устанавливать термоядерную боеголовку весом 5500 кг.
Это ужесточение требований оказалось весьма полезным. И прежде всего для разработчиков. Когда в дальнейшем была создана более легкая термоядерная боеголовка, высвободившийся вес можно было использовать для доработки ракеты.
Двигатели первой ступени (РД-107) и второй ступени (РД-108) разрабатывались в ОКБ-456 под руководством В.П.Глушко. Однако с этой задачей он справился лишь частично. На этапе эскизного проектирования ОКБ-456 не сумело создать рулевые камеры, которые были бы способны обеспечивать конечную ступень тяги в 2,5 тс после выключения маршевого двигателя. Эта работа была поручена Королевым начальнику отдела ОКБ-1 М.В.Мельникову. При создании последующих модификаций ракеты в ней использовались уже рулевые камеры ОКБ-456.
Конструкторам, не имевшим достаточного объема информации о работе двигателей в условиях ближнего космоса, приходилось порой выбирать избыточные варианты с точки зрения обеспечения надежности работы всех систем. Так, например, возникли бурные дебаты между Королевым и Глушко о моменте включения двигателей второй ступени. Королев настаивал на том, чтобы они включались после отстыковки первой ступени, в противном случае газовые струи могут воздействовать на топливные баки первой ступени. Глушко утверждал, что не сможет гарантировать нормальный запуск в условиях вакуума. В результате пришли к взаимному компромиссу: была использована схема пакетной связки двигателей первой и второй ступеней. Благодаря этому все двигатели включались в момент старта.
Ускорение при помощи пряника
Если погрузиться в изучение документации РКК «Энергия» (современное название ОКБ-1), описывающей процесс создания Р-7, то может возникнуть ощущение, что ракета проектировалась методом проб и ошибок. Казалось бы, очевидная с точки зрения аэродинамики форма головной части ракеты была выбрана не сразу. Вначале она имела геометрию конуса. Когда же переднюю часть скруглили, то это позволило увеличить дальность полета.
Работы по моделированию начались в 1954 году. Через два года постановление Совета министров СССР придало проекту громадное ускорение. При этом в качестве мотивирования ракетчиков был применен не только традиционный кнут, но и пряник. За работу без выходных, не говоря уж о нахождении людей на объектах большую часть суток, была введена аккордная оплата труда и дополнительное премирование. С ядерщиками в период создания атомной бомбы церемонились меньше.
Весной 1956 года был готов первый летный образец ракеты. И начались наземные испытания всех его систем, включая стендовые запуски двигателей. И тут сюрпризы посыпались, как из рога изобилия. Но связаны были они не столько с конструктивными недоработками, сколько с техническими нелепостями. И во многом были допущены в связи с авральными темпами работ.
Так, например, произошла авария при заправке баков жидким кислородом. Она была вызвана тем, что трубопровод был слишком длинным, и кислород в нем перегревался. Просчитать максимальную его длину просто не было времени.
На снимке: Глушко В.П. - академик, 1973 г./ Фото А.Романов/ Фотохроника ТАСС
На форсаже
Программа вышла на «форсажный режим» в декабре 1956 года, когда на космодром «Байконур» была доставлена первая ракета.
До конца апреля 1957 года проводились работы по ее сборке и последним предстартовым испытаниям.
5 мая ракета была установлена на стартовой позиции. При этом первый пуск не предполагал, что она продемонстрирует себя «во всей своей красе». Первые запуски предназначались для поэтапного испытания отработки различных функций: техники старта, динамики управляемого полета первой ступени, процесса разделения ступеней, системы радиоуправления, динамики полета второй ступени, движение головной части до цели. Для чего было изготовлено 10 ракет. Еще 2 предназначались для запуска искусственного спутника Земли.
Поэтому неудача во время первого запуска, который состоялся 15 мая, была воспринята как «рабочий момент». Полет проходил нормально до 98 секунды. А затем отвалился боковой двигательный блок. Было установлено, что авария произошла из-за негерметичности топливной магистрали.
11 июня три попытки старта оказались неудачными из-за примерзания клапана, подающего в двигатели жидкий кислород. Ракету направили на доработку.
Третий запуск закончился разрушением ракеты после потери ею устойчивости на 33 секунде полета. Причиной стало замыкание на корпус сигнала стабилизации, подавляющего вращение вокруг продольной оси.
И, наконец, 21 августа 1957 года все сработало должным образом. Что позволило передать по каналам ТАСС информацию об успешном запуске межконтинентальной баллистической ракеты, вызвавшую серьезный переполох в США.
Однако этот запуск в действительности был условно успешным. Поскольку головная часть ракеты на нисходящем участке траектории разрушилась в плотных слоях атмосферы из-за несовершенства теплоизоляционного покрытия.
Головная часть была экстренно доработана. И испытания продолжились. Абсолютно положительный результат был получен 29 марта 1958 года. Но перед этим, воспользовавшись нормальной отработкой ракеты на восходящем участке траектории, в космос запустили спутник.
На вооружение Р-7 была принята 20 января 1960 года.
ТТХ ракеты Р-7
Длина – 33 м
Максимальный диаметр – 10,3 м
Стартовая масса – 283 т
Мощность заряда – 3 Мт
Тяга маршевого двигателя первой ступени – 100 тс
Тяга маршевого двигателя второй ступени – 94 тс
Время работы первой ступени – 120 сек
Время работы второй ступени – 290 сек
Дальность – 8000 км
Максимальное отклонение от цели – 10 км
Максимальная скорость во время работы второй ступени – 6385 м/с.
Переориентация на космос
С небольшим запаздыванием по отношению к Р-7 шла разработка и испытания ее более совершенной модификации - Р-7А. Новая ракета имела дальность 10000 км. На вооружение она поступила в сентябре 1960 года.
Однако на войну Р-7 и Р-7А работали недолго. Они были сняты с вооружения в 1968 году. Это объясняется целым рядом причин стратегического характера. Процесс подготовки ракеты к старту равен 12 часам. Невысока точность попадания. Легкость обнаружения массивных ракет. Появление у США аналогичного оружия, перспектива уничтожения ракет при помощи упреждающего удара. И, наконец, дороговизна производства.
Но в космической отрасли Р-7 стала подлинным шедевром. На ее базе были созданы ракеты «Восток», «Восход», «Союз». И сейчас модификации «Союза» - «Союз-У» и «Союз-ФГ» - являются единственными в мире ракетами-носителями, реализующими пилотируемые космические полеты. Это связано, прежде всего, с высокой надежностью ракеты, за долгие годы эксплуатации буквально «вылизанной» конструкторами. А также с высокой технологической проработкой изделия на заводе «Прогресс» в Самаре, на котором к настоящему моменту выпущено уже почти 2 тыс. ракет семейства Р-7.
Ну, и, естественно, громадным заделом на будущее, который сделали в 50-е годы конструкторы ОКБ-1 под руководством С.П.Королева.