Понедельник, 20 Ноября 2017

Соцсети на верху

Журнал - Техника молодежи 2003-6 "Великолепная семерка"

Купить СНПЧ А7 Вологда, оперативная доставка
Рейтинг:   / 46
ПлохоОтлично 

Текст статьи

Сергей Александров

Никто из ее создателей, наблюдавших 15 мая 1957 г., как в казахскую степь падают обломки взорвавшегося при пер­вом пуске «изделия», и представить себе не мог, сколь... долгая и славная судьба ждет эту машину — первую в мире межконтинентальную баллистическую ракету Р-7.
«Семерка» открыла космическую эру чело­вечества. Но как же случилось, что и сегодня, на пятом ее десят­ке, все та же ракета ос­тается самой-самой: самой запускаемой, самой надежной, самой востребованной, Ведь после гибели «челнока» «Колумбия», при неоп­ределенных перспекти­вах возобновления по­летов «шаттлов», имен­но она остается единст­венным средством полета человека в кос­мос!
История «рабочей ло­шадки» советской (а ныне российской, да и мировой) космонавти­ки как нельзя лучше до­казывает: ракетоноси­тели и космические ко­рабли — вершина не только техники, но цивилизации в целом.

ПЕРВЫЙ БЛИН... Судьба Р-7 тем более поразитель­на, что уже при ее созда­нии было совершенно оче­видно: конструкция ракеты в значительной степени вынужденная, далекая от оптимальной. Напомню, что заставило «семерку» стать такой, какой мы ее знаем.
Требовалось доставить 3 т (потом 5) груза на даль­ность 10000 и более км, для  чего разогнать эти 3 — 5 т до скорости, достаточно близкой к круговой (первой космиче­ской). Из формулы Циолковского одно­значно для данных компонентов топли­ва и удельного импульса двигателей определяется соотношение массы ра­кеты на старте с ее же массой в конце разгона, причем в последнюю входит не только полезный груз, но и конструк­ция баков и остальных частей аппарата.
С другой стороны, масса баков под определенное количество топлива оп­ределяется техническим уровнем про­мышленности, их изготавливающей. Хотя к этому времени масса баков, вмещающих одно и то же количество топлива, по сравнению, например, с Фау-2, сократилась почти в три раза, этого все равно хватало, что называет­ся, «впритык».
В результате, чтобы в те немногие проценты массы, которые остаются после выгорания топлива, втиснуть полезный груз и конструкцию, ракету пришлось делать большой. Размеры же отдельных блоков ограничивались необходимостью везти «изделие» со столичных заводов на дальний полигон (а потом — и в строевые части) по же­лезной дороге. Причем — скрытно.
Далее, ракета, рассчитанная на та­кие дальность и скорость, неизбежно становилась многоступенчатой. Сама по себе идея — сбрасывать ненужные по мере выработки топлива элементы конструкции — была не нова, однако никто пока не знал, как после отделе­ния ускорителя первой ступени запус­тить жидкостный ракетный двигатель второй. Делать это научились к 1960 г. А в 1954-м, когда выбирались основ­ные параметры «семерки», сроки ре­шения этой задачи даже не прогнози­ровались...
Ну и, наконец, тяжелая ракета требу­ет двигателей большой тяги. Однако попытка получить в начале 1950-х гг. тягу в 100 т с одной камеры для ракеты Р-3 закончилась полным провалом. Поэтому на «семерку», в конце концов, поставили 20 камер сгорания, объеди­ненные в 5 двигателей. Тяга каждой ка­меры не достигала и 25 т...
В результате родилась многоблоч­ная машина, у которой двигатели 1 - й и 2-й ступени стояли параллельно и за­пускались одновременно на Земле. При этом тяга 1-й ступени составляла 80% стартовой, а 2-я ступень работала в двое дольше первой. Форму цент­рального и боковых ракетных блоков выбирали, исходя из требований проч­ности, аэродинамики, устойчивости (и, вероятно, красоты), но никак не техно­логичности — отсюда конические «морковки» боковых блоков и сложная форма кислородного бака центрально­го блока.
Такая компоновка и жесточайшее требование максимально облегчить конструкцию ракеты потребовали гро­моздкого, сложнейшего и сверхтрудо­емкого сооружения, в кото­ром машина не стоит на стартовом столе, как было до и после, а ВИСИТ на верхних узлах крепления боковиков!

НЕСОСТОЯВШАЯСЯ ЗАМЕНА. «Се­мерка» успешно решила обе задачи: встала на вооружение как межконти­нентальная баллистическая ракета и открыла человечеству дорогу в космос. Сегодня уже можно с полной уверенно­стью утверждать, что решение второй задачи помогло... упрощению первой: космические полеты стали наглядной демонстрацией научно-промышленной мощи Советского Союза и доказали, что у нашей страны есть чем охладить пыл вероятного противника. Уже зане­сенный над нами «воздушно-ядерный меч» был благоразумно «убран в нож­ны» (но отнюдь не сдан в музей).
А вот дальше... Заказчика Р-7 в каче­стве боевой ракеты никак не устраива­ла, в первую очередь потому, что и она сама, и ее стартовый комплекс были слишком громоздки. СП. Королев с этим полностью соглашался и тут же запустил в работу Р-9 (москвичи и гос­ти столицы могут видеть эту ракету у Центрального музея Вооруженных сил). Доставляя на ту же дальность за­ряд той же мощности (но в полтора раза легче), «девятка» была в 2,5 раза легче «семерки» и значительно ком­пактнее — она без труда встала в за­щищенные шахты. Кроме того, Сергей Павлович начал и грандиозную про­грамму разработки куда более прак­тичных, с военной точки зрения, даль­них ракет на твердом топливе, в чем мы тогда сильно отставали от США. На­конец, боевыми машинами также заня­лись КБ М.К. Янгеля и В.Н. Челомея,
И в качестве космического носителя долгая жизнь «семерки» не предпола­галась. Уже в 1960 г. Королев предложил семейство ракет «Н», в которое, помимо известной (и с несчастливой судьбой) гигантской Н1, должны были входить Н11, грузоподъемностью око­ло 20 т, и Н111 — 5 т с возможностью существенного увеличения полезного груза при переходе на водородное то­пливо. Есть основания полагать, что это семейство, будь оно создано, ре­шило бы все проблемы космического транспорта очень надолго — хотя бы потому, что конструкция ступеней ра­кет «Н» легко допускала доработки, обеспечивающие управляемый спуск в заданный район и повторное исполь­зование ракетных блоков.
Увы! По причинам далеко не техническим, Н11 и Н111 остались на бумаге, а с Н1 долго не знали, что делать, и в конце концов она полетела только в форсированном «лунном» варианте, но — неудачно...
Ни массовым, ни пилотируемым носителем не стал «Протон». Сначала его очень долго испытывали, а потом изме­нилась политическая ситуация, и В.Н. Челомей «впал в немилость» у «космического» руководства страны. Не ус­пел заменить «семерку» и специально для этого создававшийся «Зенит»: когда носитель нормально залетал, неко­му и не на что стало не только делать новые корабли, но и адаптировать к новой ракете старые; да и производитель — днепропетровский «Южмаш» — оказал­ся в другом государстве. Ну и послед­ний штрих к печальной картине развала отрасли: у всех на глазах мучительно умирает универсальная ракетно-косми­ческая транспортная система «Энер­гия» — «Буран»...



КАК АВТОМАТ КАЛАШНИКОВА».
Меж тем космические «семерки» рабо­тали. Первый спутник, первый человек в космосе, первый автомат к Луне, первая межпланетная станция, первый спутник связи, наконец — первый спутник-разведчик. Трехступенчатый ракетоноситель «Восток-М» вместе со спутником оптического наблюдения «Зенит-2» стал первым космическим ком­плексом, принятым на вооружение Со­ветской армии. Вот тут-то все и началось!

Buch5_clip_image003


Так устроен носитель  «Союз» (в варианте со спутником-разведчиком)
Цифрами        обозначены: 1 — один из 4 блоков первой ступени; 2 — центральный блок — 2-я ступень; 3 — 3-я сту­пень; 4 — полез­ный груз; 5 — спутник типа «Зенит»; 6 — двигатель 1-й ступени; 7 — двигатель 2-й ступени; 8 — двигатель 3-й ступени; 9 — керосин; 10 — жидкий кислород; 11 — перекись водорода.
«Русь»   (она  же «Союз-2») с разгонным   блоком «Фрегат». Полезная нагрузка при выходе на низкую околоземную орбиту — 8,2 т.
Ракетоноситель «Аврора» с разгонным блоком «Корвет». Грузоподъемность при старте с Байконура —11 тонн с выходом  на низкую околоземную орбиту или 1,6 т — на геостационарную.

 

«Зенит» (не путать с одноименным ракетоносителем!) снимал цели «обычным» фотоаппаратом (точнее, 4), на фотопленку. Заказчику эта пленка, естественно, нужна на Земле, причем как можно быстрее, в идеале — немед­ленно, сразу после съемки. Но сажали тогда целиком весь спускаемый аппарат — вместе с пленкой и фотоаппаратами. И, соответственно, для постоянного контроля вероятного противника и других интересных точек земной по­верхности взамен севшему нужно было запускать новый спутник (и не один...). Значит, спутников и, соответственно, ракет для их запуска нужно МНОГО!
И в наглухо закрытом от иностранцев Куйбышеве бывший авиационный завод  №1, куда в 1959 г. было передано серийное производство «семерок» и носителей на их базе (а ныне завод «Прогресс») взялся за новое дело, да как! К настоящему времени число выпущенных «семерок» не менее чем девяти только базовых вариантов (Р-7, Р-7А, «Восток», «Восток-М», «Молния», 4 варианта «Союза») достигло поч ти  ДВУХ ТЫСЯЧ - это больше, чем построил аналогичных ракет весь  остальной    мир вместе взятый...
Никакой другой носитель на планете не имеет та­кой серийности и такой статистики, а ведь это говорит I . о надежности ра­кеты. И все уже забыли, что когда-то «семерка» была сложной и технологичной — производство-то отработано!
Заводской «прогрессовский» анек­дот: в начале 1960-х на завод пришла юная худенькая девушка. Ее поставили контролером на сборку баков, дабы она протискивалась в 60-сантиметро­вый технологический люк и осматрива­ла сварные швы изнутри. Прошли годы. Подпись «контролер такая-то» стояла на документации носителей, выво­дивших наших космонавтов, межпланетные станции, спутники военного и двойного» назначения. И вдруг выяснилось, что за 30 лет худенькая девушка несколько «раздалась вширь», и в технологический люк пролезала лишь ее голова... О контроле сварных швов изнутри, естественно, речь уже не шла, однако отказов не было!
В 1990-м на Байконуре, в монтажно-испытательном корпусе, полковник космических частей Министерства обороны сказал практикантам (в число которых входил и автор этой статьи):
— Мы стремимся, чтобы наша тех­ника была такой же надежной, как автомат Калашникова. С ракетой, — он показал на собираемую «семерку», — мы этого уже достигли.
«СОЮЗ» - ЭТО НАДОЛГО. Четвертое десятилетие наши космонавты перед стартом привычно занимают полно­стью удовлетворяющие требованиям медицины, но не слишком комфортные амортизирующие кресла «Казбек» в спускаемом аппарате космического корабля «Союз». Как и в случае с раке­тоносителем, вряд ли создатели этого корабля радуются столь долгой жизни своего детища...
Основой «Союза» (обозначение в КБ — 7К) стал спускаемый аппарат новой, фарообразной, формы. Она — компромисс между необходимостью обеспечить скользящий, управляемый вход в атмосферу Земли (для чего нуж­ны аэродинамическое качество, соот­ветствующие обводы) и габаритными ограничениями, накладываемыми раз­мерами носителя. Управляемый вход в атмосферу потребовался отнюдь не для снижения перегрузок, действую­щих на экипаж при посадке (хотя это он тоже обеспечивает): возвращение кос­монавтов с Луны предполагалось со второй космической скоростью, при этом коридор входа в земную атмо­сферу (ниже — разрушение от скоро­стного напора и перегрева, выше — кошет и уход дальше в космос; кстати, в 1960-х «ТМ» неоднократно и под­обно расписывала, что это такое) получался очень узким, и удержаться в нем можно было только управляя траекторией спуска.
Новый корабль предназначался для решения самых разных задач, но в первую очередь — для отработки сты­ковки и орбитальной сборки. И полет к Луне сначала предполагался на соби-1емом на околоземной орбите «ра­тном поезде», который там же дол-сен был и заправляться от специаль­ных танкеров. Кроме того, предпола­галось создать на базе того же спуска­емого аппарата комплекс 7К-ВИ воен­ного назначения — для инспекции кос­мических аппаратов потенциального противника и разведки наземных це­лей. Очень скоро от этих амбициозных планов пришлось отказаться, от них остались лунники Л1 (он же «Зонд», с номерами от 4 до 8), ЛЗ (ушедший в небытие вместе с ракетой Н1) да еще корабль для отработки стыковки... Впрочем, система управления и ряд других технических решений, предло­женных для 7К-ВИ, через много лет были использованы на «Союзе-Т», но об этом дальше.
Программа отработки стыковки бы­ла — пусть не без огрехов — выполнена. А лунная — свернута, как утратив­шая политическую необходимость. И перед космонавтикой, ставшей уже огромной отраслью промышленности, встал вопрос: что дальше? Как был найден верный ответ: орбитальные станции — тема отдельного разгово­ра. Здесь же отметим: орбитальной станции нужен транспортный корабль.
И оказалось, что готов к этой роли только «Союз». Пусть, в силу своего «лунно-отработочного» происхожде­ния, он был и остается далеким от иде­ала именно как транспортное средст­во, но он — БЫЛ. И есть.
К середине 1970-х корабль серьезно модернизировали: на «Союзе-Т» поя­вилась цифровая ЭВМ, полностью из­менились топливная система и двига­тельная установка, был перекомпоно­ван спускаемый аппарат; экипаж, как и в самом первом варианте, вырос с двух до трех человек, но уже в скафандрах. Еще через 10 лет «Союз-ТМ» получил совершенно новую радиотехническую систему стыковки, не требующую раз­ворачивать навстречу кораблю все бо­лее громоздкую станцию. Наконец, в 2002-м в первый полет отправился «Союз-ТМА». Радикально обновилась бортовая электроника, изменились амортизирующие кресла: теперь в них могут летать космонавты большего, нежели прежде, роста — дань современной акселерации... В тех же целях «в ногах» космонавтов в обшивке появились выштамповки — впрочем, снаружи они не видны, поскольку укутаны абляционной теплозащитой.
Смена «Союзу» так и не пришла. ТКС, транспортный корабль снабжения, во-первых, создан В.Н. Челомеем, а во-вторых, рассчитан под запуск «Прото­ном», результат — см. выше. О «Буране» мы уже упоминали, да он и без того у всех на слуху. Наряду с ним, в 1980-х НПО «Энергия» разрабатывало очень интересный проект корабля «Заря» — многоразовый аппарат с вертикальной посадкой на специальных ракетных двигателях. Рассчитанный на транс­портировку до 8 человек, внешне он представлял бы собою «фару» «Сою­за», диаметр которой увеличивался с 2,2 до 4,1 м (остальные размеры — в той же пропорции). Стартовая масса планировалась в 15 т, запускать «Зарю» предполагалось «Зенитом».
Посадка на двигателях, несмотря на ее перспективность, вызывала (и вызывает) массу вопросов и наверняка потребовала бы объемных и длитель­ных испытаний. Сил и средств на это у отрасли в конце 1980-х — начале 1990-х уже не было.
КАКИЕ НАШИ ГОДЫ!.. Еще в 1960-х прорабатывались различные варианты дальнейшего развития «семерки»: на­пример, с 6-ю боковиками и ядерным двигателем на центральном блоке; с 3-й ступенью на водородном топли­ве; со спасаемыми боковыми блоками многократного использования... Все они остались на бумаге. Прошли деся­тилетия, ожидавшаяся замена не поя­вилась, зато возникли новые обстоя­тельства.
Отечественная космонавтика — де­тище ВСЕГО Советского Союза, еди­ной страны. И когда создавалась коо­перация заводов-изготовителей, даже в страшном сне никому не могло при­видеться, что харьковская система уп­равления ракетой вдруг окажется... импортной! Или что Казахстан, став в одночасье независимым государст­вом, потребует сократить поля паде­ния отработанных ступеней... К тому же в прежние времена космическую промышленность объединяло Мини­стерство общего машиностроения. А сейчас на космос работают несколь­ко предприятий, экономически само­стоятельных... Результатом их усилий стали программы «Русь» и «Ямал» — «Аврора».
Первоначальная идея была в том, чтобы получить новый носитель, мак­симально используя наработанные технологии, а главное — существую­щий уникальный стартовый комплекс. Однако постепенно программа «Русь» (или «Союз-2») свелась к модерниза­ции двигателей, незначительной пере­делке 3-й ступени и к созданию совер­шенно новой системы управления, уже не украинского, а российского произ­водства.
Проект «Ямал» куда амбициознее. Если боковые блоки ракеты остаются без существенных изменений, то цент­ральный меняется полностью — под двигатель в полтора раза большей тяги, созданный в начале 1970-х для ракеты Н1. Соответственно меняется и 3-я ступень, а грузоподъемность в результате возрастает с 7 до 11 т! Своим названием носитель обязан одноимен­ным спутникам связи, для запуска ко­торых на геостационарную орбиту и предлагается.
Под названием «Аврора» та же ракета предложена для запуска спутников с коммерческого космодрома, строя­щегося на острове Рождества в Австралии (хотя наш опыт международных проектов в аэрокосмической области дает основания для скепсиса).
Как бы там ни было, уже нет сомнений, что в этом ли, в другом ли качестве модернизированная «семерка»
отметит свой полувековой юбилей, а при сохранении нынешней ситуации в стране доживет и до следующей круглой даты...

Комментарии   

+1 #3 No 29.12.2013 21:32
Согласен, неплохая статейка
Цитировать
+1 #2 Ярослав 10.07.2013 13:28
очень поучительно
Цитировать
+1 #1 Igor 23.01.2013 18:12
хорошая статья!
Цитировать

Добавить комментарий

Вы можете войти на сайт и оставить комментарий используя:
           


Защитный код
Обновить