Р -7 Семёрка (русский: Р-7 Семёрка ), официально индекс ГРАУ 8К71 , была советской ракетой, разработанной во время Холодной войны , и первой в мире межконтинентальной баллистической ракетой . Р-7 совершила 28 запусков в период с 1957 по 1961 год. Производная, Р-7А , эксплуатировалась с 1960 по 1968 год. На Западе она была неизвестна до своего запуска (позже она получила обозначение НАТО SS-6 Sapwood ). В модифицированном виде она вывела на орбиту Спутник-1 , первый искусственный спутник, и стала основой для семейства Р-7 , которое включает космические ракеты-носители Спутник , Луна , Молния , Восток и Восход , а также более поздние варианты Союз . Различные модификации до сих пор используются, и она стала самой надежной в мире космической ракетой-носителем.
Длина ракеты Р-7 составляла 34 м (112 футов), диаметр — 10,3 м (34 фута), вес — 280 тонн (280 длинных тонн; 310 коротких тонн); она имела одну ступень с четырьмя ускорителями, работающими на жидком кислороде ( LOX) и керосине , и была способна доставлять полезную нагрузку на расстояние до 8000 км (5000 миль) с точностью ( CEP ) около 5 км (3,1 мили). Одна термоядерная боеголовка имела номинальную мощность 3 мегатонны тротила . Запуск осуществлялся четырьмя жидкостными ракетными ускорителями с центральным «маршевым» двигателем, питающим центральное ядро. Каждый ускоритель включал два верньерных двигателя , а основная ступень включала четыре. Система наведения была инерциальной с радиоуправлением верньерными двигателями. [1]
Широко распространенное прозвище ракеты-носителя Р-7 — «Семёрка» — является приблизительным переводом на русский язык фразы «старая цифра 7». [2]
Проектные работы начались в 1953 году в ОКБ-1 в Калининграде Московской области (ныне Королев Московской области ) и других подразделениях с требованием к ракете со стартовой массой от 170 до 200 тонн, дальностью полета 8500 км и несущей ядерную боеголовку массой 3000 кг (6600 фунтов), достаточно мощную для запуска ядерной боеголовки против США. В конце 1953 года масса боеголовки была увеличена до 5,5–6 тонн для размещения планируемой тогда термоядерной бомбы . 20 мая 1954 года Совет Министров СССР одобрил разработку Р-7. [3] [4]
Принцип ступенчатой ракеты, также известной как «ракетный пакет», был впервые предложен Михаилом Тихонравовым в НИИ-4 в 1947 году. Королев узнал об этом предложении в 1948 году и поддержал дальнейшие базовые исследования в НИИ-4 в 1949–50 годах. Это было дополнительно уточнено Отделом прикладной математики Дмитрия Охоцимского в 1951 году и расширено ОКБ-1 Королева в 1952–53 годах, которое пришло к выводу, что ядро и четыре накладных ускорителя являются предпочтительной моделью, которую использовала Р-7. [5] [6]
Для подъема полезной нагрузки в 5,5 тонн потребовалась переделка существующих двигателей РД-105 и РД-106. ОКБ-456 Валентина Глушко объединило четыре камеры сгорания с использованием одного турбонасоса, что обеспечило более высокую тягу, чем один двигатель. Другие преимущества включали в себя общий меньший вес двигателя и более простую конструкцию, испытания и строительство за счет стандартизации. Главные двигатели для центрального ядра и ускорителей на ремнях использовали конфигурацию с четырьмя камерами сгорания. Четыре маршевых двигателя на ремнях были оснащены двигателем РД-107, обеспечивающим тягу на уровне моря 83 тонны, каждый с двумя двигателями верньера для помощи в управлении. Двигатель РД-108 центрального ядра обеспечивал тягу на уровне моря 75 тонн и включал четыре двигателя верньера, используемых для управления. [7] [8]
Ракета имела некоторые ключевые особенности, которые делали ее уникальной. Вместо использования реактивных лопаток для управления, которые увеличивали сопротивление, создаваемое на выходе выхлопного сопла двигателя, в Р-7 использовались специальные двигатели управления для рулевого управления. Эти же двигатели служили в качестве верньерных двигателей последней ступени . [9] Из-за кластерной конструкции каждый ускоритель имел свои собственные топливные баки. Конструкторской группе пришлось разработать систему для регулирования соотношения расхода компонентов топлива и синхронизации расхода между ускорителями. [10]
Вместо отдельно стоящей ракеты, которая запускалась с горизонтальной площадки, оказалось, что собрать кластер из центрального ядра и четырех ускорителей на площадке практически невозможно без того, чтобы она не развалилась. Кроме того, порыв ветра мог сбить незаправленную ракету с площадки. Решением было устранить площадку и подвесить всю ракету на фермах , которые несут как вертикальную весовую нагрузку, так и горизонтальные ветровые силы. Система запуска имитировала условия полета с прикрепленными ускорителями, толкающими центральное ядро вперед. [11]
Существующий испытательный полигон в Капустином Яру был недостаточен для испытаний, необходимых для Р-7. Поэтому 12 февраля 1955 года был одобрен новый полигон в Казахстане, который в конечном итоге стал космодромом Байконур . [12] Первая серия испытаний началась, когда готовый к полету аппарат был доставлен 1 мая 1957 года и запущен 15 мая. Пожар вспыхнул в одном из дополнительных ускорителей почти сразу при старте. Ракета отделилась от ускорителя в T+88 секунд, которая разбилась в 400 км (248 милях) от цели. Следующая попытка 11 июня из-за короткого замыкания ракета начала неуправляемо вращаться и распалась через 33 секунды после старта. [13]
Первый успешный длительный полет, протяженностью 6000 км (3700 миль), был совершен 21 августа 1957 года, когда ракета достигла цели на Камчатке , однако фиктивная боеголовка распалась в верхних слоях атмосферы. Пять дней спустя ТАСС объявило, что Советский Союз успешно испытал первую в мире межконтинентальную баллистическую ракету. [14] [4] Второе успешное испытание состоялось 7 сентября 1957 года, когда ракета пролетела 6000 км. Однако фиктивная боеголовка снова распалась в верхних слоях атмосферы. Первая серия испытаний завершилась 10 июля 1958 года. [15]
Вторая серия испытаний, включающая усовершенствования, началась 24 декабря 1958 года и завершилась 27 декабря 1959 года. Семь из восьми испытательных запусков были успешными. Проблемы были устранены в ходе этих интенсивных испытаний, и ракета была объявлена работоспособной 20 января 1960 года. [16]
Модифицированная версия ракеты (8К71ПС) вывела на орбиту первый в мире спутник, когда Спутник-1 стартовал с Байконура 4 октября 1957 года . Спутник-2 последовал за ним 3 ноября 1957 года. Впоследствии Спутник (8А91) запустил Спутник-3 15 мая 1958 года. [17]
Первая стратегическая ракетная часть была поставлена на боевое дежурство 15 декабря 1959 года в Плесецке на северо-западе СССР. Улучшенная версия, Р-7А с более легкой боеголовкой, полностью инерциальной системой наведения и дальностью 12 000 км, стала стандартной версией после того, как она достигла боевого статуса 12 сентября 1960 года. [16] [18]
Стоимость системы была высокой, в основном из-за сложности строительства в отдаленных районах больших стартовых площадок, которые требовались. Помимо стоимости, ракетная система столкнулась с другими эксплуатационными проблемами. При пролетах U-2 огромные стартовые комплексы R-7 не могли быть скрыты и, следовательно, можно было ожидать, что они будут быстро уничтожены в любой ядерной войне. Кроме того, R-7 требовалось почти двадцать часов для подготовки к запуску, и ее нельзя было оставлять в состоянии боевой готовности более суток из-за ее криогенной топливной системы. Поэтому советские силы не могли находиться в состоянии постоянной боевой готовности и могли подвергнуться авиаудару перед запуском. Эти проблемы привели к тому, что первоначально запланированные пятьдесят стартовых комплексов были сокращены до шести, пять для стратегических сил, площадка 31 на Байконуре и площадки 16, 41 и 43 (2 площадки) в Плесецке и один для космических запусков на площадке 1 на Байконуре . [16] [19]
Ограничения Р-7 подтолкнули Советский Союз к быстрой разработке ракет второго поколения, которые были бы более жизнеспособными системами оружия, в частности Р-16 . [20] Р-7 была снята с вооружения к середине 1968 года. [21]
Р-7 оказалась непрактичной в качестве оружия, но она стала основой для серии советских одноразовых космических ракет-носителей , включая семейство ракет-носителей «Восток» , «Молния» и «Союз». [21] По состоянию на 2024 год [обновлять]в модифицированных версиях ( «Союз-У» , «Союз-ФГ» и « Союз-2» (включая вариант без ускорителя 2.1в )) ракета все еще находится в эксплуатации, совершив более 1840 запусков. Р-7 также является рекордсменом по долговечности, прослужив более 50 лет с различными модификациями и став самой надежной в мире космической ракетой-носителем. [22] [23]
Примечание: Некоторые варианты Р-7 используются до сих пор:
Советский Союз