Р-7 (8К71)

Разработка
Предварительные изыскания по созданию межконтинентальной ракеты начались в
1950г. Постановлением правительства от 4 декабря 1950г. к выполнению работ по теме
«Исследование перспектив создания РДД (ракет дальнего действия) различных типов с
дальностью полёта 5000-10000км. с массой боевой части 1 - 10т.» кроме ОКБ-1 Коро-
лева привлекались множество других институтов и КБ. В ходе работ была доказана
принципиальная возможность создания составных баллистических ракет, работающих на
кислороде и керосине с полезным грузом 3-5т. Наиболее проблемным было создание
двигателей тягой 200-300т. c удельным импульсом в пустоте 325 с, автономных и
радиотехнических средств управления полётом, конструкции и теплоизоляции головной
части, входящей в атмосферу при скорости 6000-7000 м/с и т.д.
Продолжением начатых в 1950г. работ явилась тема Т-1 «Теоретические и экспери-
ментальные исследования по созданию двухступенчатой баллистической ракеты с даль-
ностью полёта 7000-8000км». Работы проводились согласно Постановлению от 13
февраля 1953г. которым предусматривалась разработка эскизного проекта двухступен-
чатой баллистической ракеты массой до 170т. с ГЧ массой 3т. на дальность 8000 км.
В октябре 1953г. масса головной части была увеличена до 5,5т. при сохранении даль-
ности полёта в связи с чем требовалась серьёзная переработка. Результате проведен-
ных исследований основные характеристики ракеты выглядели следующим образом: масса
заправленной ракеты 279т. масса «пустой» 26,5т. масса полезного груза (ГЧ) 5,37т.
стартовая тяга двигателей 403,4т. дальность стрельбы 8000км. максимальная высота
траектории 1130км. максимальная длина 34,080м. В феврале 1954г. были согласованы
основные этапы отработки ракеты и 20 мая 1954г. было принято Постановление по раз-
работке двухступенчатой баллистической ракеты получившей обозначение Р-7 (8К71).
Постановлением были определены: головной разработчик ОКБ-1 НИИ-88 и соисполнители
ОКБ-456 (двигатели), НИИ-885 (системы управления), ГСКБспецмаш (наземное оборудо-
вание), НИИ-10 (гироприборы), КБ-11 (специальный заряд) и НИИ-4 МО (полигонные
испытания).
Эскизный проект по ракетному комплексу Р-7 был готов в середине июля 1954г.
Такие стремительные темпы были во многом обеспечены за счёт использования задела
по теме Т-1. В выводах по проекту ракеты Р-7 было отмечено, что на стадии техни-
ческого проекта потребуются серьезные экспериментальные работы по головной части,
исследования и отработка систем регулирования ДУ, отработка камер сгорания двига-
теля с высокими энергетическими характеристиками, отработка аппаратуры системы
управления, отработка органов управления (рулевые камеры) и систем разделения. 20
ноября 1954г. представленный эскизный проект ракеты Р-7 (8К71) был одобрен Советом
Министров СССР.
Для отработки тактико-технических характеристик МБР, запуска искусственных
спутников земли, выполнения научно-исследовательских и экспериментальных работ
по тематике ракетно-космической техники, начиная с февраля 1955г, создается поли-
гон в районе поселка Тюра-Там (Байконур). 15 февраля 1957г. было принято Постанов-
ление, предусматривающее выведение простейшего неориентированного спутника Земли
(объект «ПС») на орбиту. Разрешалось выведение двух спутников с использованием
двух ракет Р-7 с минимальными доработками (8К71ПС). Запуск спутников разрешался
только после одного-двух пусков ракеты Р-7 с положительными результатами.
12 июля 1958г. еще до окончания испытаний Р-7 было выдано задание на разра-
ботку более совершенной ракеты - Р-7А.

Испытания и развертывание
Новизна конструкции ракеты, новые принципы построения пусковой установки
потребовали проведения значительного объёма экспериментальной отработки систем
ракеты и ракеты и комплекса в целом. Для этого в 1956г. было изготовлено по два
комплекта блоков А (центрального) и Б (одного из боковых) для стендовых испытаний
и три макетных образца Р-7СН для наземной обработки. Например на Ленинградском
металлическом заводе (ЛМЗ), используя имевшиеся здесь бетонированные колодцы диа-
метром 19м. (предназначенные в свое время для изготовления орудийных башен) и два
300-тонных крана, проводились испытания на безударный выход ракеты из пусковой
установки. Кроме того эти испытания позволили осуществить контрольную сборку и
проверить функционирование всех систем и агрегатов новой пусковой установки, полу-
чившей название «Тюльпан». Испытания проводились с макетно-технологическим образ-
цом ракеты Р-7СН, который позволял осуществлять заправку баков водой с антикорро-
зийной присадкой. Для этого ракета устанавливалась в отлаженную пусковую установку,
заправлялась до стартовой массы и поднималась (имитация старта) двумя кранами на
специальной траверсе, закреплённой за силовые головки боковых блоков. При этом
измерялись скорость движения и углы отходящих от ракеты элементов пусковой уста-
новки, опорных ферм, кабель-мачты и т.д. Несмотря на недостаточную полноту ими-
тации старта (различие в скоростях выхода ракеты из пускового устройства и других
параметрах), испытания позволили сделать вывод о безударном выходе ракеты из пус-
кового устройства при реальном пуске. Испытания проводились с июня по сентябрь
1956 г., после чего пусковая установка и ракета Р-7СН были разобраны для отправки
их на полигон для монтажа и отладки технического и стартового комплексов. В начале
декабря 1956г. ракета Р7-СН прибыла на полигон.
В конце 1956г. был изготовлен первый лётный образец ракеты Р-7 №5. В марте
1957 г. он прибыл на техническую позицию полигона. Во второй половине 1956г. было
принято решение о передаче серийного производства ракеты Р-7 Куйбышевскому авиа-
заводу №1 «Прогресс». 23 июля 1959г. при заводе был создан серийно-конструкторский
отдел во главе с Д.И.Козловым в дальнейшем он был преобразован в филиал ОКБ-1
(сейчас ЦСКБ). 5 мая 1957г. ракета Р-7 №5 была вывезена на стартовую позицию. В
апреле этого же года был подготовлен и стартовый комплекс. Первый старт состоялся
15 мая.1957г. По визуальным наблюдениям полёт протекал нормально до 60с. затем в
хвостовом отсеке стали заметны изменения в пламени истекающих из двигателей газов.
Обработка телеметрической информации показала, что на 98с. полёта отвалился боко-
вой блок Д и ракета потеряла устойчивость. Причиной аварии явилась негерметичность
топливной магистрали горючего. Ракета взорвалась.
Второй пуск 11 июня 1957г. не удался, несмотря на три попытки: при первых
двух попытках из-за примерзания тарели главного кислородного клапана блока В проис-
ходил сброс схемы запуска, на третьей попытке произошло аварийное выключение двига-
тельных установок на режиме предварительной ступени из-за ошибки, допущенной на
технической позиции при установке клапана азотной продувки магистрали окислителя
центрального блока. Ракета была снята с пускового устройства и возвращена на техни-
ческую позицию. Только 12 июля ракета взлетела, но через несколько десятков секунд
полета ракета стала отклоняться от заданной траектории и ее пришлось подорвать.
Как потом удалось выяснить, причиной стало замыкание на 33с. полета в цепи управ-
ляющего сигнала интегрирующего прибора по каналу вращения.
Успех пришел 21 августа 1957г. ГЧ ракеты попала в заданный квадрат на камчат-
ском полигоне Кура. Но при этом произошло разрушение ГЧ в плотных слоях атмосферы
на нисходящем участке траектории, причём экспериментальных данных о причинах этого
разрушения получено не было, так как телеметрические записи прекратились за 15-20с.
до падения ГЧ. Анализ упавших элементов конструкции головной части позволил уста-
новить, что разрушение началось с наконечника ГЧ, и одновременно уточнить величины
уноса её теплозащитного покрытия. Это позволило уточнить компоновку ГЧ, конструк-
торские и прочностные расчёты. В кратчайшие сроки к очередному пуску была изго-
товлена доработанная ГЧ Но ее вес и габариты ГЧ все еще оставляли желать лучшего.
По сравнению с ГЧ ракеты Р-7А ГЧ Р-7 была в 4-5 раз больше, что естественно
существенно уменьшила дальность полета.
27 августа в советских газетах появилось сообщение ТАСС об успешном испытании
в СССР сверхдальней многоступенчатой ракеты. Очередной пуск ракеты Р-7 состоялся
7 сентября 1957г. Положительные результаты испытательных полётов ракет позволили
использовать их для запуска первых двух искусственных спутников Земли (типа «ПС»)
4 октября и 3 ноября 1957г. В качестве их носителей были использованы незначи-
тельно доработанные с учетом решаемых задач и опыта лётной отработки ракеты 8К71ПС.
Первая серия испытаний показала наличие серьезных недостатков в конструкции
Р-7. При анализе данных телеметрии было установлено, что в определенный момент
при опорожнении баков горючего возникали колебания давления в расходных магистра-
лях, которые приводили к повышенным динамическим нагрузкам и, в конечном счете, к
разрушению конструкции.
В начале 1958г. успешно начались лётно-конструкторские испытания второго этапа.
Завершены они были пусками ракет 24 мая и 10 июля 1958г. Программа лётно-конструк-
торских испытаний экспериментальных ракет Р-7 в основном была выполнена. Получены
опытные данные, показывающие правильность основных принципиальных решений, заложен-
ных в конструкцию ракеты, двигателей и систему управления. В целом ракета Р-7 с
учетом устранения в установленные сроки замечаний и недостатков, выявленных и не
устраненных в процессе испытаний, допускалась к очередному третьему этапу лётных
испытаний. Целью этих испытаний были проверка основных лётных и эксплуатационных
характеристик МБР Р-7, проверка достаточности конструктивных решений, принятых по
результатам ЛКИ ракет Р-7 второго этапа, и выдача рекомендаций о возможности приня-
тия ракеты на вооружение.
Лётные испытания третьего этапа проводились с 24 декабря 1958г. по 27 ноября
1959г. Испытаниям подверглись 16 ракет, из которых восемь были изготовлены на
серийном заводе «Прогресс». Испытаниям предшествовали контрольные огневые стендо-
вые испытания специальной сборки, состоящей из центрального и одного бокового
блока, прошедшие в августе-ноябре 1958г. на стендах филиала N2 НИИ-88. Испытания
подтвердили эффективность мероприятий по исключению резонансных колебаний в кон-
туре «упругая конструкция - двигательная установка», которые ранее приводили к
разрушению ракеты. На ракетах третьего этапа был ликвидирован межбаковый приборный
отсек на центральном блоке (все приборы разместили в едином блоке в верхней части
блока), установлены рулевые двигатели повышенной тяги, вместо СОБ установлена
система СОБИС (для синхронизации опорожнения баков всех блоков), изменены условия
наддува баков введен ряд других конструктивных усовершенствований. Произведено 16
пусков ракет из них 10 достигли цели с заданной точностью, две ракеты превысили
дальность на 1890км. из-за отклонений в работе системы управления, одна ракета не
долетела до цели 28км. из-за ненормальной работы системы наддува окислителя 2-ой
ступени, одна ракета перелетела цель на 16,8км. из-за неустойчивой работы системы
радиоуправления и две ракеты прекратили полёт из-за отклонений в работе двигатель-
ной установки. Одновременно испытаниями осуществлялись запуски космических ракет-
носителей на базе ракеты Р-7 третьего этапа. Было проведено семь запусков автома-
тических станций.
Постановлением от 20 января 1960г. МБР Р-7 (8К71) была принята на вооружение.
Для базирования этих ракет еще в 1958г. было принято решение о строительстве
боевой стартовой станции (объект «Ангара») в районе г.Плесецк. 1 января 1960г.
она была готова, а 16 июля боевые рачеты РВСН впервые самостоятельно провели два
учебно-боевых пуска со стартовой позиции
В конце 1959г. начались лётно-конструкторские испытания ракеты Р-7А (8К74) она
имела несколько большую по размерам вторую ступень и ГЧ новой конструкции. Даль-
ность полёта ракеты существенно увеличилась. Упрощена была и методика подготовки
ракеты к пуску. В ходе ЛКИ было испытано восемь ракет, из которых семь свою задачу
выполнили. Ракета Р-7А была принята на вооружение 12 сентября 1960г. заменив собой
ракету Р-7. Добиться заметного улучшения боевых и эксплуатационных характеристик
не удалось. Очень быстро стало ясно, что Р-7 и ее модификация не могут быть постав-
лены на боевое дежурство в массовом количестве. К моменту возникновения Карибского
кризиса РВСН располагали несколькими десятками таких ракет и четырьмя стартами. К
концу 1968 г. обе эти ракеты сняли с вооружения. Но еще раньше МБР Р-7А стала
широко использоваться для запуска космических аппаратов.

Конструкция ракеты.
Двухступенчатая ракета Р-7 выполнена по «пакетной» схеме. Четыре одинаковых
боковых ракетных блока (длиной 19м. и диаметром 3м.) составляли первую ступень и
крепились к центральному блоку (вторая ступень) верхним и нижним поясами силовых
связей. По внутренней компоновке как боковые, так и центральный блок были анало-
гичны одноступенчатым ракетам с передним расположением бака окислителя. Топливные
баки всех блоков имели несущую конструкцию. На каждом блоке первой ступени устанав-
ливались ЖРД РД-107 конструкции Глушко, с насосной подачей компонентов топлива. Он
был выполнен по открытой схеме и имел шесть камер сгорания. Две из них использова-
лись как рулевые. В центральном блоке размещался приборный отсек и ГЧ. На второй
ступени устанавливался ЖРД РД-108, аналогичный по конструкции с РД-107, но отли-
чавшийся, в основном, большим числом рулевых камер (4). Двигатели всех пяти блоков
начинали работать с Земли. При разделении ступеней боковые двигатели выключались,
а центральная часть продолжала полёт. Для всех двигателей использовалось двухкомпо-
нентное топливо: окислитель -жидкий кислород, горючее -керосин Т-1. Для обеспече-
ния работы автоматики ракетных двигателей применялись перекись водорода и жидкий
азот. Конструктивно-компоновочная схема Р-7 обеспечивала запус к всех двигателей
при старте с помощью пирозажигательных устройств, установленных в каждую из 32
камер сгорания.
Р-7 оснащалась комбинированной системой управления. Ее 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, что повышало точность стрельбы. Аппаратура системы управления была
очень громоздкой электроники никакой – роль программного устройства выполнял прог-
раммный токораспределитель на основе кулачкового механизма.
Ракета несла моноблочную термоядерную головную часть мощностью 3Мт. Она кре-
пилась к центральнму блоку с помощью трех пирозамков. Характеристики ГЧ позволяли
поразить крупную площадную цель, посредством как воздушного, так и наземного
ядерного взрыва. ГЧ ракеты, которая должна входить в плотные слои атмосферы со
скоростью 7900м/с. представляла собой конус с углом полураствора 11град. и длиной
7,2м. и массой 5500 кг. В дальнейшем для ракет Р-7А была создана более легкая и
меньшая по габаритам ГЧ.

Состав комплекса и его эксплуатация
Ракетный комплекс получился громоздким, уязвимым, очень дорогим и сложным в
эксплуатации. Для реализации радиокоррекции были построены два пункта управления
(основной и зеркальный), удаленных на 276км от стартовой позиции и на 552км. друг
от друга. Перед стартом ракету доставляли с технической позиции на железнодорожном
транспортно-установочном лафете и устанавливали на пусковое устройство. Весь про-
цесс предстартовой подготовки длился 8-10 часов. В заправленном состоянии ракета
могла находиться только несколько десятков часов. Для создания и пополнения необхо-
димого запаса кислорода для развернутых ракет нужен был целый завод. Комплекс имел
низкую боевую готовность. Недостаточной была и точность стрельбы. БРК данного типа
не годился для массового развертывания. Всего было построено четыре стартовых
сооружения на объекте «Ангара» и в случае необходимости можно было использовать
два старта в Байконуре.
.

ТТХ
МБР Р-7 Р-7А

Дальность км. – 8000 - 9500
Стартовая масса т. - 283,0 - 276,0
Масса ГЧ т. - 5,5 - 3,0
Длина м. - 33,0 - 31,4

Полная тяга двигателя т, Р-107 Р-108
(основные, рулевее камеры
и реакция выхлопа ТНА) у земли - 83,7 - 76
в пустоте - 102 - 96

Р-7

Наверх