Р-7

Р-7 (разг. «семёрка»; индекс ГРАУ — 8К71) — двухступенчатая межконтинентальная баллистическая ракета с отделяющейся головной частью массой 3 тонны и дальностью полёта 8 тыс. км. Первая межконтинентальная баллистическая ракета в мире, прошедшая успешные испытания и доставившая боеголовку на межконтинентальную дальность (21 августа 1957 года).
Модификация Р-7А с увеличенной до 11 тыс. км дальностью состояла на вооружении РВСН СССР с 20 января 1960 по конец 1968 года. В МО США и НАТО ракета получила обозначение SS-6 Sapwood, Главное ракетно-артиллерийское управление МО СССР использовало индекс 8К74.
На базе Р-7 создано целое семейство ракет-носителей среднего класса, внёсших большой вклад в освоение космоса — на ракетах-носителях семейства Р-7 были запущены в космос многие ИСЗ, начиная с самых первых, и все советские и российские космонавты, начиная с первого космонавта Земли Ю. А. Гагарина.
История разработки
Предварительные изыскания по созданию межконтинентальной баллистической ракеты начались в 1950 году: 4 декабря 1950 года Постановлением Совета Министров СССР была задана комплексная поисковая НИР по теме Н3 «Исследование перспектив создания РДД различных типов с дальностью полёта 5—10 тыс. км с массой боевой части 1—10 т».
К работе привлекались ОКБ-456 (В. П. Глушко), НИИ-885 (М. С. Рязанский, Н. А. Пилюгин), НИИ-3 (В. К. Шебанин), НИИ-4 (А. И. Соколов), ЦИАМ, ЦАГИ (А. А. Дородницын, В. В. Струминский), НИИ-6 (Воротов), НИИ-125 (Б. П. Жуков), НИИ-137 (В. А. Костров) и НИИ-504 (С. И. Карпов), НИИ-10 (В. И. Кузнецов) и НИИ-49 (А. И. Чарин), математический институт им. А. Н. Стеклова (М. В. Келдыш), завод №586 и др. При выполнении темы был исследован широкий круг проблемных, в то время, вопросов и намечены пути их решения, доказана принципиальная возможность создания составных баллистических ракет, работающих на компонентах топлива «жидкий кислород — керосин», с полезным грузом 3—5 т. Был проведён детальный выбор схемы ракеты, её оптимальных параметров, числа ступеней, начальной массы, тяги двигателей и других характеристик.
В 1953 году была осуществлена разработка эскизного проекта двухступенчатой баллистической ракеты дальнего действия массой до 170 т с отделяющейся головной частью массой 3 т на дальность 8 тыс. км. В 1954 году эскизный проект был закончен. Впервые в истории развития эскизного проектирования фирмы Сергея Павловича Королёва был создан том, получивший номер . Этот том был разработан под руководством Аркадия Ильича Осташева и посвящён организации испытаний ракеты.
В октябре 1953 года по указанию заместителя Председателя Совета Министров СССР В. А. Малышева масса головной части должна была быть увеличена до 5,5 т при сохранении дальности полёта, в связи с чем потребовалась серьёзная переработка проекта (так как с головной частью такой массы спроектированная ракета могла обеспечить дальность 5,5 тыс. км).
20 мая 1954 года было принято постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР о создании баллистической ракеты межконтинентальной дальности. Работы были поручены ОКБ-1. Возглавлявший это бюро С. П. Королёв получил широкие полномочия на привлечение не только специалистов различных отраслей промышленности, но и на использование необходимых материальных ресурсов. Для отработки тактико-технических характеристик МБР, запуска искусственных спутников земли, выполнения научно-исследовательских и экспериментальных работ по тематике ракетно-космической техники, начиная с февраля 1955 года, был создан Научно-исследовательский испытательный полигон № 5 Министерства Обороны СССР (НИИП № 5 МО СССР) в Казахстане в районе железнодорожной станции Тюра-Там (ныне космодром Байконур).
1 марта 1956 года было принято Постановление Президиума ЦК КПСС «О дальней ракете Р-7»[1]:

1. Принять к сведению сообщение главных конструкторов дальней ракеты Р-7 и министра оборонной промышленности СССР, что ими будет обеспечен пуск дальней ракеты Р-7 в текущем году.

2. Поручить тт. Сабурову, Хруничеву, Устинову, Рябикову, Калмыкову, Носенко и Неделину в недельный срок составить график работ по обеспечению пуска дальней ракеты Р-7 в текущем году и рассмотреть необходимые меры помощи организациям, работающим по указанной ракете.

3. Поручить тт. Сабурову, Устинову, Калмыкову, Фурцевой, Носенко и Рябикову в недельный срок изыскать площади для размещения научно-исследовательского института гироскопической стабилизации за счет вывода организаций, пребывание которых в г. Москве не вызывается необходимостью.

4. Поручить т. Первухину с учетом состоявшегося обмена мнениями на заседании Президиума ЦК подготовить проект сообщения для печати о создании в СССР межконтинентальной ракеты

В начале 1957 года ракета, получившая обозначение Р-7, была готова к испытаниям. В апреле этого же года был подготовлен и стартовый комплекс. Первый старт, назначенный на 19:00 московского времени 15 мая, оказался неудачным — почти сразу после прохождения команды на запуск двигательной установки в хвостовом отсеке одного из боковых блоков возник пожар. После 98 секунд управляемого полёта из-за потери тяги произошло отделение этого блока, и последовала команда на выключение двигателей.
Намеченный на 11 июня 1957 года следующий запуск «семёрки» не состоялся по причине неисправности двигателей центрального блока. Несколько попыток запуска двигателей потерпели неудачу, автоматика выдавала команду на аварийное отключение. Было принято решение слить топливо и снять ракету со стартовой позиции. Специалистам под руководством ведущего конструктора Д. И. Козлова потребовался месяц упорной и кропотливой работы, чтобы устранить причины выявленных неполадок при подготовке к старту следующего экземпляра ракеты. 12 июля ракета взлетела, но через несколько десятков секунд полёта она стала отклоняться от заданной траектории, и чуть позже её пришлось подорвать. Как потом удалось выяснить, причиной послужило нарушение с 32-й секунды управления ракетой по каналам вращения и тангажа.
Первая серия испытаний показала наличие серьёзных недостатков в конструкции Р-7. При анализе данных телеметрии было установлено, что в определённый момент при опорожнении баков горючего возникали колебания давления в расходных магистралях, которые приводили к повышенным динамическим нагрузкам и, в конечном счёте, к разрушению конструкции (американские конструкторы также столкнулись с этой проблемой).
Стартовавшая 21 августа 1957 года в 15:25 МСК на научно-исследовательском полигоне № 5 МО СССР ракета полностью выполнила намеченный план полёта, головная часть достигла полигона на Камчатке. 27 августа в советских газетах появилось сообщение ТАСС об успешном испытании в СССР сверхдальней многоступенчатой ракеты. В действительности испытание выявило некоторые проблемы:
Оставшиеся [ Воскресенский, Мишин, Юрасов, Калашников и Охапкин ] рассказали [в период болезни Чертока, на который пришёлся запуск], что в этом победном пуске головную часть на Камчатке не нашли. Никаких следов падения, как ни искали, не обнаружили. По всем признакам, головка сгорела и рассыпалась в плотных слоях [атмосферы], совсем близко от Земли. Телеметрическая связь была потеряна за 15–20 секунд до расчётного времени достижения поверхности Земли.
…
[Со слов Игоря Юрасова] сразу после отделения головной части зафиксировано её соударение с корпусом центрального блока. 
Из воспоминаний Леонида Слабкого:
Анализ упавших элементов конструкции головной части позволил установить, что разрушение началось с наконечника головной части, и одновременно уточнить величины уноса её теплозащитного покрытия. Это позволило доработать документацию на головную часть, уточнить компоновку, конструкторские и прочностные расчёты и изготовить её в кратчайшие сроки для очередного пуска. 
4 октября и 3 ноября этого же года в Советском Союзе при помощи ракеты-носителя Спутник, выполненной на базе Р-7, были запущены первые искусственные спутники Земли.
Создание ядерной боеголовки для Р-7
Первоначально МБР Р-7 предполагалось оснастить термоядерным зарядом типа РДС-6с мощностью 1,5 Мт и весом 3,4 т. Однако в результате проведенных в ноябре 1955 г. испытаний водородной бомбы, построенной на новом принципе обжатия, выявилась возможность создания для ракеты Р-7 заряда мощностью около 2 Мт. и весом 2,9 т., снижение веса позволяло увеличить дальность полета ракеты Р-7 на 200-300 км. Согласно Постановлению ЦК КПСС и СМ СССР от 21 апреля 1956 г., был выбран этот вариант.
Заряд для ракеты Р-7 испытывался в корпусе авиабомбы на Новоземельском полигоне 6 октября 1957 г. Полученная мощность термоядерного заряда в 2,9 Мт превышала расчетную на 20%.
В процессе разработки конструкции головной части (ГЧ) ракеты Р-7 были проведены лётно-конструкторские испытания с целью определения состояния ее конструкции, температурного воздействия на нее, перемещений и деформации узлов в условиях действия реальных перегрузок и температур при полете ГЧ. Лётные испытания показали сохранность целостности конструкции ГЧ и заряда; величины перегрузок, температурных воздействий и перемещений узлов конструкции находились в пределах допустимых значений. В целом это позволило сделать вывод о высокой надежности ГЧ ракеты Р-7[2] .
Конструкция
Р-7 разработана ОКБ-1 под руководством главного конструктора Сергея Павловича Королёва. Главный проектировщик: Сергей Сергеевич Крюков Она была спроектирована по «пакетной» схеме. Первая ступень состоит из четырёх боковых блоков, каждый длиной 19 м и наибольшим диаметром 3 м. Они расположены симметрично вокруг центрального блока (вторая ступень) и соединены с ним верхним и нижним поясами силовых связей. Конструкция блоков одинакова. Блок состоит из опорного конуса, топливных баков, силового кольца, хвостового отсека и двигательной установки. На всех блоках стояли ЖРД РД-107 с насосной подачей компонентов топлива. Двигатель был выполнен по открытой схеме и состоял из шести камер сгорания. При этом две из них использовались как рулевые. ЖРД развивал тягу 78 т у земли.
Вторая ступень (центральный блок) ракеты состояла из приборного отсека, баков для окислителя и горючего, силового кольца, хвостового отсека, маршевого двигателя и четырёх рулевых агрегатов. На ней устанавливался ЖРД РД-108, аналогичный по конструкции с РД-107, но имевший большее число рулевых камер. Он развивал тягу 71 тонн у земли, включался одновременно с двигателями первой ступени (ещё на старте) и работал, соответственно, дольше чем ЖРД первой ступени.
Запуск всех двигателей обеих ступеней на старте осуществлялся по той причине, что в то время у разработчиков ракеты не было уверенности в возможности надежного зажигания двигателей второй ступени на большой высоте. С аналогичной проблемой столкнулись американские ракетостроители, создавая в это же время МБР «Атлас».
Все двигатели использовали двухкомпонентное топливо: окислитель — жидкий кислород, горючее — керосин Т-1. Для привода турбонасосных агрегатов ракетных двигателей применялся горячий газ, образующийся в газогенераторе при каталитическом разложении перекиси водорода, а для наддува баков — сжатый азот. Для достижения необходимой дальности полёта установили автоматическую систему регулирования режимов работы двигателей и систему синхронного опорожнения баков (СОБ), что позволило сократить гарантийный запас топлива. Конструктивно-компоновочная схема Р-7 обеспечивала запуск всех двигателей при старте (в том числе ДУ центрального блока) с помощью специальных пирозажигательных устройств, установленных в каждую из 32 камер сгорания.
Маршевые ЖРД ракеты имели для своего времени высокие энергетические и массовые характеристики, а также высокую надёжность.
У Р-7 была комбинированная система управления. Автономная подсистема обеспечивала угловую стабилизацию и стабилизацию центра масс на активном участке траектории. Радиотехническая подсистема осуществляла коррекцию бокового движения центра масс в конце активного участка траектории и выдачу команды на выключение двигателей. Исполнительными органами системы управления были поворотные камеры рулевых двигателей и воздушные рули.
Для радиокоррекции были построены два пункта управления (основной и зеркальный), удаленных на 276 км от стартовой позиции и на 552 км друг от друга. Измерение параметров движения Р-7 и передача команд управления ракетой осуществлялась импульсной многоканальной линией связи. Она работала в 3-сантиметровом диапазоне волн кодированными сигналами. Специальное счётно-решающее устройство, находившееся на главном пункте, позволяло совершать управление по дальности полёта, оно давало команду выключения двигателя второй ступени при достижении заданной скорости и координат.
После успешных пусков 8К71 как баллистической ракеты она была использована в 1957 году для запуска первых в мире искусственных спутников Земли. С тех пор ракеты-носители семейства Р-7 активно применяются для запуска космических аппаратов различного назначения, а с 1961 года эти ракеты-носители широко используются в пилотируемой космонавтике.
На основе Р-7 было создано целое семейство ракет-носителей. С 1957 по 2000 год выполнены запуски более 1800 ракет-носителей на базе Р-7, из них более 97 % стали успешными.[3]
Разработку и выпуск первых экземпляров ракеты осуществило в 1956—1957 годах подмосковное предприятие ОКБ-1.
С 1958 года и по настоящее время все ракеты семейства Р-7 производит ЦСКБ-Прогресс, город Самара.
Глава НАСА Чарльз Болден признал российскую ракету-носитель «Союз» и одноимённый пилотируемый космический корабль самыми надёжными в мире[4].
Принятие на вооружение
Для базирования этих ракет, в 1957 году, было принято решение о строительстве боевой стартовой станции (объект «Ангара») в районе посёлка Плесецк (Архангельская область). В результате длительных доработок стартового комплекса и его высокой стоимости, официальное принятие ракеты на вооружение сильно затянулось. 15 декабря 1959 года первая боевая стартовая станция заступила на боевое дежурство, через два дня постановлением Правительства СССР был создан новый вид Вооруженных Сил — Ракетные войска стратегического назначения.
Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 192—20 от 20 января 1960 года МБР Р-7 была принята на вооружение. 16 июля 1960 года впервые в Вооруженных Силах было проведено два учебно-боевых пуска ракеты серийного производства со стартовой позиции. Перед стартом ракету доставляли с технической позиции на железнодорожном транспортно-установочном лафете и устанавливали на массивное пусковое устройство. Весь процесс предстартовой подготовки длился более двух часов.
Ракетный комплекс получился громоздким, уязвимым, очень дорогим и сложным в эксплуатации. К тому же в заправленном состоянии ракета могла находиться не более 30 суток. Для создания и пополнения необходимого запаса кислорода для развернутых ракет нужен был целый завод. Комплекс имел низкую боевую готовность. Недостаточной была и точность стрельбы. Ракета данного типа не годилась для массового развертывания. Всего было построено четыре стартовых сооружения.
12 сентября 1960 года на вооружение была принята МБР Р-7А. Она имела несколько бо́льшую по размерам вторую ступень, что позволило увеличить на 500 км дальность стрельбы, новую головную часть и упрощенную систему радиоуправления. Но добиться заметного улучшения боевых и эксплуатационных характеристик не удалось. Очень быстро стало ясно, что Р-7 и её модификация не могут быть поставлены на боевое дежурство в массовом количестве. К моменту возникновения Карибского кризиса РВСН располагали всего несколькими десятками ракет Р-7 и Р-7А и лишь пятью готовыми пусковыми площадками; к концу 1968 года обе эти ракеты сняли с вооружения.
Семейство ракет-носителей, созданных на базе Р-7

Удачность и, как следствие, надёжность конструкции и очень большая для МБР мощность позволила использовать Р-7 в качестве ракеты-носителя. В процессе эксплуатации Р-7 в качестве РН выявлялись недостатки и производилась её модернизация для повышения выводимой полезной нагрузки, надёжности, увеличения спектра решаемых ею задач, что привело к появлению целого семейства ракет-носителей.
Ракеты-носители именно данного семейства открыли человеку космическую эру, ими, среди всего прочего, были осуществлены:
Вывод на орбиту Земли первого искусственного спутника.
Вывод на орбиту Земли первого спутника с живым существом на борту.
Вывод на орбиту Земли первого корабля с человеком на борту.
Вывод станции Луна-9, выполнившей первую мягкую посадку на Луну.[5]
По состоянию на 01 января 2018 г. все пилотируемые запуски СССР и России (за исключением запусков российских космонавтов с территории США челноками программы "Space Shuttle") осуществлены ракетами данного семейства.
Ракеты-памятники
Имеются памятные монументы, представляющие собой полноразмерный макет ракеты P-7, установленный на пьедестале:
Москва — на территории ВДНХ в 1969 году (макет, изготовленный для показа на парижском авиасалоне в Ле-Бурже в 1967 году).
Королёв — на территории РКК «Энергия».
Калуга — монумент с дублирующей копией ракеты-носителя «Восток-1», построенной на основе ракеты P-7, открыт 21 июня 1973 года на территории первого в мире и крупнейшого в России музея космической тематики Государственного музея истории космонавтики имени К. Э. Циолковского.
Ленинск (ныне Байконур) — создан в 1981 году в честь 20-летия первого полёта человека в космос.
Самара — Памятный комплекс ракеты-носителя «Союз», создан в 2001 году к 40-летнему юбилею первого полёта человека в космос; 12 апреля 2007 года в основании монумента открыт музей «Самара космическая».

Макет ракеты-носителя «Восток» в Москве на территории ВДНХ.
Монумент «Ракета-носитель „Союз“» в городе Байконур
Монумент ракета-носитель «Союз» музея «Самара Космическая» им. Д.И. Козлова в Самаре
Дублирующая копия (не макет)[6] гагаринского «Восток-1». Экспонируется на территории музея космонавтики в Калуге

См. также
SM-65 Atlas
Примечания

Ссылки

CS1 maint: Multiple names: authors list (link)

 Аркадий Ильич Осташев // Социально-просветительный портал «Труженики космоса»
 Телестудия Роскосмоса

 Los Angeles Times, 30 сентября 2007 — «Москва первой вышла в космос, чтобы перед лицом провокации со стороны США показать военную силу. Прошло пятьдесят лет — и снова начинается то же самое» — Мэтью Бжезинский.
 (3D-модели — файл KMZ для Google Earth)

Категория:Ракеты «земля-земля»
Категория:Ракетно-ядерное оружие СССР
Категория:Изобретения СССР