Ракета Р-7

Р-7 — двухступенчатая межконтинентальная баллистическая ракета (МБР) с жидкостным ракетным двигателем, разработанная в СССР в 1950-х годах под руководством Сергея Павловича Королёва. Принята на вооружение в 1960 году. Стала первой в мире межконтинентальной баллистической ракетой, успешно прошедшей лётные испытания, и основой для создания целого семейства ракет-носителей, включая «Восток», «Восход», «Союз» и «Молния», которые использовались для запуска космических аппаратов, включая первый искусственный спутник Земли и первый пилотируемый космический корабль.

История создания

Предпосылки и начало разработки

После окончания Второй мировой войны в СССР и США начались активные работы по созданию межконтинентальных баллистических ракет, способных доставлять ядерные заряды на расстояние свыше 5 000 км. В СССР такие работы были поручены коллективу ОКБ-1 под руководством С. П. Королёва. Основой для разработки послужили немецкие трофейные материалы по ракете «Фау-2» (A-4), а также собственные наработки советских конструкторов.

В 1953 году вышло постановление Совета Министров СССР о начале проектирования двухступенчатой баллистической ракеты с дальностью полёта 8 000 км. Первоначально ракета получила индекс 8К71, а впоследствии — Р-7. Разработка велась в условиях жёсткой конкуренции с США, где в 1954 году началась программа создания МБР «Атлас».

Конструкторские решения

Основной проблемой, стоявшей перед конструкторами, было создание двигателя, способного обеспечить необходимую тягу для вывода полезной нагрузки на межконтинентальную дальность. Для решения этой задачи было принято решение использовать пакетную схему: четыре боковых блока (первая ступень) и один центральный блок (вторая ступень) запускались одновременно на старте. Такая схема позволила значительно увеличить суммарную тягу двигателей.

Двигатели для Р-7 разрабатывались в ОКБ-456 под руководством Валентина Петровича Глушко. Основным типом двигателя стал РД-107 для боковых блоков и РД-108 для центрального. Оба двигателя работали на жидком кислороде и керосине, что было относительно безопасно, но требовало сложной криогенной инфраструктуры.

Испытания и принятие на вооружение

Первый пуск ракеты Р-7 состоялся 15 мая 1957 года с 5-го Научно-исследовательского испытательного полигона Министерства обороны СССР (ныне космодром Байконур). Полет был прерван из-за нештатной работы двигателя бокового блока. После серии доработок 21 августа 1957 года был произведён успешный пуск на полную дальность. Головная часть ракеты достигла заданного района на Камчатке.

В сентябре 1957 года Р-7 была принята на вооружение Советской Армии. Однако боевое дежурство ракет этого типа было непродолжительным из-за ряда недостатков: низкой точности (круговое вероятное отклонение составляло около 10 км), длительного времени подготовки к пуску (несколько часов) и уязвимости стартовой позиции. Уже в 1960-х годах Р-7 начали заменять более совершенными ракетами, такими как Р-16 и Р-9А.

Конструкция

Общая компоновка

Ракета Р-7 выполнена по схеме «пакет»: четыре боковых блока (первая ступень) крепятся к центральному блоку (вторая ступень) с помощью силовых связей. На старте все пять блоков запускаются одновременно. После выработки топлива боковые блоки отделяются, а центральный продолжает работу до достижения расчётной скорости.

Двигатели

• Боковые блоки (первая ступень): оснащены четырьмя двигателями РД-107 (каждый имеет четыре камеры сгорания и два рулевых сопла). Суммарная тяга на старте — около 400 тонн-сил.
• Центральный блок (вторая ступень): оснащён двигателем РД-108 (четыре камеры сгорания и четыре рулевых сопла). Тяга — около 100 тонн-сил.

Оба двигателя работают на жидком кислороде (окислитель) и керосине Т-1 (горючее). Подача топлива осуществляется турбонасосными агрегатами.

Система управления

Система управления ракеты — инерциальная, с автономным управлением на активном участке траектории. Для коррекции курса использовались рулевые сопла двигателей и аэродинамические стабилизаторы. Точность попадания (круговое вероятное отклонение) составляла около 10 км, что было приемлемо для ядерного оружия мегатонного класса.

Головная часть

Ракета Р-7 могла оснащаться термоядерной боевой частью мощностью 3 мегатонны (в варианте 8К71) или 5 мегатонн (в варианте 8К74). Отделение головной части от второй ступени происходило после выключения двигателя центрального блока.

Модификации

Боевые варианты

• Р-7 (8К71) — базовая модель, принятая на вооружение в 1960 году.
• Р-7А (8К74) — модернизированная версия с увеличенной дальностью (до 12 000 км) и улучшенной точностью. Принята на вооружение в 1962 году.
• Р-7М (8К75) — вариант с ядерной боевой частью и усиленной теплозащитой головной части.

Космические ракеты-носители

На базе Р-7 были созданы несколько семейств ракет-носителей, которые стали основой советской и российской космонавтики:

• Спутник (8К71ПС) — модификация для запуска первых искусственных спутников Земли (1957 год).
• Восток (8К72) — ракета-носитель, использовавшаяся для запуска пилотируемых кораблей «Восток» (1961–1963 годы).
• Восход (11А57) — трёхступенчатая версия для запуска кораблей «Восход» (1964–1965 годы).
• Молния (8К78) — четырёхступенчатая версия для запуска спутников связи и межпланетных станций (1960-е годы).
• Союз (11А511) — семейство трёхступенчатых ракет-носителей, используемых до настоящего времени для пилотируемых и грузовых полётов к МКС.

Применение

Военное значение

Ракета Р-7 стала первым в мире средством доставки ядерного оружия на межконтинентальную дальность. Её принятие на вооружение в 1960 году позволило СССР достичь стратегического паритета с США, которые к тому времени уже развернули МБР «Атлас» и «Титан». Однако из-за низкой боеготовности и уязвимости наземных стартовых комплексов Р-7 была быстро снята с боевого дежурства. К 1968 году все боевые ракеты этого типа были демонтированы.

Космическая программа

Гораздо более значимым стало использование Р-7 в качестве ракеты-носителя для космических запусков. 4 октября 1957 года с помощью ракеты «Спутник» (модификация Р-7) был выведен на орбиту первый в мире искусственный спутник Земли — ПС-1. 12 апреля 1961 года ракета «Восток» вывела на орбиту корабль «Восток-1» с Юрием Гагариным — первым человеком в космосе.

Впоследствии семейство ракет «Союз» на базе Р-7 стало самым массовым в мире: по состоянию на 2024 год выполнено более 1900 пусков. Ракеты этого типа используются для запуска пилотируемых кораблей «Союз» (с 1967 года), грузовых кораблей «Прогресс» (с 1978 года), а также спутников различного назначения.

Интересные факты

• Ракета Р-7 была первой в мире МБР, которая прошла полный цикл испытаний и была принята на вооружение.
• Стартовая масса ракеты составляла около 280 тонн, из которых более 90% приходилось на топливо.
• Название «Семёрка» (от индекса 8К71) стало неофициальным прозвищем ракеты и её модификаций.
• Первый пуск Р-7 15 мая 1957 года был прерван из-за пожара в хвостовом отсеке бокового блока. Второй пуск 21 августа 1957 года прошёл успешно, но головная часть разрушилась при входе в атмосферу.
• В 1959 году на базе Р-7 была создана ракета-носитель «Луна», которая впервые в истории достигла поверхности Луны (станция «Луна-2»).

Критика

Несмотря на историческое значение, Р-7 имела ряд существенных недостатков. Основным из них была низкая точность (КВО около 10 км), что делало её эффективной только против крупных площадных целей. Время подготовки к пуску (до 8 часов) и необходимость заправки криогенным кислородом непосредственно перед стартом делали ракету уязвимой для превентивного удара. Кроме того, наземные стартовые комплексы (типа «Зенит») были не защищены от ядерного взрыва.

Всё это привело к тому, что Р-7 была снята с боевого дежурства уже через несколько лет после принятия на вооружение, уступив место более совершенным ракетам на долгохранимых компонентах топлива (Р-16, Р-9А). Однако в космической сфере схема Р-7 оказалась настолько удачной, что её модификации используются до сих пор.

Источники

• «Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С. П. Королёва. История и современность» (2001)
• «Баллистические ракеты СССР» (В. И. Феодосьев, 2005)
• «Создание первой межконтинентальной баллистической ракеты Р-7» (Сборник документов, 2010)
• «Ракета-носитель "Союз"» (А. В. Бирюков, 2015)
• Материалы музея космонавтики (г. Москва)