Р-7 (разг. «семёрка»; индекс ГРАУ — 8К71) — двухступенчатая межконтинентальная баллистическая ракета, с отделяющейся головной частью массой 3 тонны и дальностью полёта 8 тыс. км. Она была первой в мире межконтинентальной баллистической ракетой.

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) 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 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 вышло совместное постановление Совета Министров СССР и ЦК КПСС о создании баллистической ракеты межконтинентальной дальности. Работы были поручены ЦКБ-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 полигон в районе поселка Тюра-Там (Байконур).

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. Ракета взорвалась.

Намеченный на 11 июня 1957 года следующий запуск «семёрки» не состоялся по причине неисправности двигателей центрального блока. Специалистам под руководством ведущего конструктора Д. И. Козлова потребовался месяц упорной и кропотливой работы, чтобы устранить причины выявленных неполадок. И вот 12 июля ракета, наконец, взлетела. Казалось, всё идёт хорошо, но через несколько десятков секунд полёта ракета 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).

Долгожданный успех пришел 21 августа 1957 года, когда стартовавшая в тот день ракета полностью выполнила намеченный план полёта. 27 августа в советских газетах появилось сообщение ТАСС об успешном испытании в СССР сверхдальней многоступенчатой ракеты. Это заявление, естественно, не осталось без внимания и произвело должный эффект. 4 октября и 3 ноября этого же года в Советском Союзе при помощи ракет Р-7 были запущены первые ИСЗ

Конструкция

Р-7 разработанная коллективом ОКБ-1 под руководством главного конструктора Сергея Павловича Королёва была выполнена по «пакетной» схеме. Её первая ступень представляла собой четыре боковых блока, каждый длиной 19 м и наибольшим диаметром 3 м, расположенных симметрично вокруг центрального блока (вторая ступень ракеты) и соединённых с ним верхним и нижним поясами силовых связей. Конструкция всех блоков одинакова и включала опорный конус, топливные баки, силовое кольцо, хвостовой отсек и двигательную установку. На каждом блоке первой ступени устанавливались ЖРД РД-107 конструкции ОКБ-456, руководимого академиком Глушко, с насосной подачей компонентов топлива. Он был выполнен по открытой схеме и имел шесть камер сгорания. Две из них использовались как рулевые. ЖРД развивал тягу в 78 тонн у земли.
 

Центральный блок ракеты состоял из приборного отсека, баков для окислителя и горючего, силового кольца, хвостового отсека, маршевого двигателя и четырёх рулевых агрегатов. На второй ступени устанавливался ЖРД РД-108, аналогичный по конструкции с РД-107, но отличавшийся, в основном, большим числом рулевых камер. Он развивал тягу у земли до 71 т и работал дольше, чем ЖРД боковых блоков.

Для всех двигателей использовалось двухкомпонентное топливо: окислитель — жидкий кислород, горючее — керосин Т-1. Для обеспечения работы турбонасосных агрегатов ракетных двигателей применялась перекись водорода, а для наддува баков — азот. Чтобы достичь заданной дальности полёта, конструкторы 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 на земле с помощью специальных пирозажигательных устройств, установленных в каждую из 32 камер сгорания.

Маршевые ЖРД ракеты имели высокие энергетические и массовые характеристики, а также высокую надёжность. Для своего времени они были выдающимся достижением в области ракетного двигателестроения.

Р-7 оснащалась комбинированной системой управления. Её 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. Исполнительными органами системы управления являлись поворотные камеры рулевых двигателей и воздушные рули. Для реализации алгоритмов 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, работающей 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.

Задуманная и эксплуатировавшаяся как боевая, ракета Р-7 имела надёжную и удачную конструкцию, обладала энергетическими возможностями, позволяющими вывести в космос (на околоземную орбиту) полезную нагрузку значительной массы. Поэтому 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.

Благодаря надёжной и удачной конструкции на основе Р-7 было создано целое семейство ракет-носителей. Работы С. П. Королёва по созданию Р-7 стали основой зарождающейся отечественной космонавтики. С 1957 по 2000 год выполнены запуски более 1800 ракет-носителей на базе Р-7, из них более 97% стали успешными.

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 надежными в мире.

Принятие на вооружение

Для базирования этих ракет, в 1958 году, было принято решение о строительстве боевой стартовой станции (объект «Ангара») в районе посёлка Плесецк. 1 января 1960 года она была готова, а 16 июля впервые в Вооруженных Силах самостоятельно провела два учебно-боевых пуска 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 и 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 большую 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; 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 пилотируемого человеком корабля.
Вывод станции Луна-9, выполнившей первую мягкую посадку на Луну.

По состоянию на 2010 год все пилотируемые запуски СССР и России осуществлены ракетами данного семейства.