«оружие победы»: 90 лет назад в ссср была запущена первая реактивная ракета

Конструкция ракеты

Любая конструкция, которую мы запускаем в космос, состоит условно из двух частей: космического корабля и ракеты-носителя. Из-за земного притяжения, сопротивления воздуха и плотности атмосферы основная масса конструкции заключается как раз в ракете-носителе, которая должна вытягивать полезную нагрузку на орбиту.

С самого начала освоения космоса люди поняли, что нужно делать многоступенчатые ракеты. Таким образом, как только у одной ступени заканчивалось топливо, она отделялась от всей конструкции и облегчала дальнейший полет. Схем расположения ступеней много: есть продольные, поперечные, смешанные. Есть также разгонные ступени, которые включаются на последнем этапе, уже в космосе, и выводят на орбиту космический аппарат.

Каждая ступень представляет из себя двигатель с топливным баком и необходимые для крепления, защиты и безопасности устройства.

В топливных баках содержатся два компонента — жидкость и окислитель, если мы говорим о жидкостных двигателях. С помощью насоса топливо и окислитель поступают в камеру сгорания, там смешиваются, поджигаются и через сопло выбрасывают реактивную струю. Смесь топлива и окислителя в таком случае становится рабочим телом системы — расходуя его, система движется в противоположном направлении от реактивной струи. Все по законам Ньютона.

На ракетных двигателях РД-107, РД-108 и РД-109 в качестве топлива использовался керосин, а в качестве окислителя — жидкий кислород. К примеру, на современном «Протоне» для тех же нужд используют гептил и N₂O₄.

Технология многоступенчатых ракет на жидком топливе оказалась настолько надежной и универсальной, что с их помощью летают в космос до сих пор. Более того, этот способ оказался универсальным — ничего другого мы пока не придумали. Первый искусственный спутник Земли летал на двухступенчатой ракете на керосине, Falcon9 Илона Маска, хоть они и научились возвращать ступени, идут все по тому же, известному пути — две ступени и керосин.

Очевидно, что в ближайшие годы нам не стоит ожидать отказа от ракет, как основного способа космических путешествий. Квантовые телепорты, антигравитация и прочее — пока только хорошие названия для глав фантастической книги, страницы которой придется писать нашим потомкам. А пока заправляем ракеты и летим в небо.

Новое топливо

Вернуться к идее реактивных снарядов у Граве получилось уже в советскую эпоху. Он поступил на службу в Красную армию и в 1926 году получил патент на изобретение боевой ракеты. Однако новая власть не доверяла царскому офицеру, так что задачи по разработке реактивных технологий были переданы Николаю Тихомирову, пользовавшемуся поддержкой советского руководства.

Тихомиров ещё в 1919 году обратился к Ленину с предложением начать разработку нового оружия. Записку рассмотрели в штабе РККА, затем в отделе военных изобретений ВСНХ, всего на обсуждение идеи учёного ушло около года. «Лаборатория для разработки изобретений Н.И. Тихомирова» начала действовать 1 марта 1921 года.

• Изобретатель Николай Тихомиров

Но финансирование проекта было весьма скудным: чтобы оплатить покупку реактивов и оборудования участники исследований вынуждены были продавать собственное имущество. Несмотря на это, в скором времени начались первые испытания.

Вначале Тихомиров работал с пироксилиновыми шашками на летучем растворителе, созданными Граве, но качество топлива не дало удовлетворительных результатов и лаборатория приступила к разработке топлива на нелетучем растворителе.

Уже весной 1924 года Тихомиров доложил комиссии артиллерийских опытов, что ему «…удалось получить удовлетворительный состав реактивного пороха… Можно уже получать пороха, горящие с различной скоростью». В этом же году сотрудник лаборатории артиллерист В.А. Артемьев произвёл успешный запуск 21 ракеты на полигоне в Ленинграде. В следующем году вся лаборатория перебралась в город на Неве.

Пуски ракет Р-5М 8К51, 8К51Д, 8К52 в 1958 году

Запуски

Запуски кораблей «Восток» осуществлялись с космодрома Байконур с помощью одноименной ракеты-носителя.

На первом этапе проводились беспилотные запуски, в том числе с животными на борту. Экспериментальным кораблям присваивалось название «Спутник». Первый запуск состоялся 15 мая. 19 августа на корабле-спутнике совершили успешный полет собаки Белка и Стрелка.

Первый корабль, предназначенный для пилотируемых полетов (3КА), стартовал 9 марта 1961 г., в его спускаемом аппарате в контейнере находилась собака Чернушка, а в катапультируемом кресле — манекен человека. Программа полета была выполнена: СА с собакой успешно приземлился, а манекен был штатно катапультирован. Следом за ним, 25 марта, был проведен второй аналогичный запуск с собакой Звездочкой на борту. Животные полностью проделали путь, который предстоял первому космонавту Юрию Гагарину: взлет, один виток вокруг Земли и посадка.

30 марта 1961 г. в записке в ЦК КПСС, подписанной заместителем председателя Совета министров (СМ) СССР Дмитрием Устиновым и руководителями ведомств, ответственным за ракетно-космическую технику, предлагалось в сообщениях ТАСС называть пилотируемый корабль «Востоком» (по документам: «Восток-3КА»).

12 апреля 1961 г. Юрий Гагарин на корабле-спутнике «Восток» совершил полет продолжительностью 108 минут (1 час 48 минут) и благополучно вернулся на Землю.

После него на кораблях «Восток» летали: Герман Титов (1961), Андриян Николаев и Павел Попович (1962; первый групповой полет двух космических кораблей — «Восток-3» и «Восток-4»), Валерий Быковский (1963; самый длительный полет на кораблях этого типа — почти 5 суток) и первая женщина-космонавт Валентина Терешкова (1963).

Всего было запущено 13 кораблей «Восток»: 6 пилотируемых и 7 беспилотных (в том числе 5 экспериментальных запусков — два удачных, один аварийный, два нештатных).

Общие сведения о пусках ракет СССР в 1958 году

В скобках указано количество пусков. Красным цветом выделено количество пусков, завершившихся неудачей.

Пуски ракет Р-5 8К51 в 1956 году

Ракета-носитель «Восток»

Ракета-носитель использовалась для запусков первых автоматических лунных станций, пилотируемых кораблей-спутников («Восток»), различных искусственных спутников.

Старт проекту был дан постановлением ЦК КПСС и Совета министров СССР от 20 марта 1958 г., которым предусматривалось создание ракеты космического назначения на базе двухступенчатой межконтинентальной баллистической ракеты (МБР) Р-7 («семерка», индекс 8К71) с добавлением блока 3-й ступени.

Работы по ракете вел разработчик «семерки», ОКБ-1 (ныне РКК «Энергия» им. С.П. Королева) под руководством главного конструктора Сергея Королева.

Эскизный проект третьей ступени МБР Р-7, получившей обозначение «блок Е», был выпущен в том же 1958 г. Ракете-носителю было дано обозначение 8К72К. Ракета-носитель имела три ступени. Ее длина составляла 38,2 м, диаметр — 10,3 м, стартовая масса — около 287 т.

Двигатели всех ступеней использовали в качестве топлива керосин и жидкий кислород. Систему управления блока Е разработал НИИ-885 (ныне Научно-производственный центр автоматики и приборостроения им. академика Н.А. Пилюгина, Москва) под руководством Николая Пилюгина.

Могла выводить в космос полезный груз массой до 4,5 т.

Запуски ракеты-носителя осуществлялись с космодрома Байконур. Первые испытательные запуски проводились в рамках лунной программы.

Впервые ракета стартовала 23 сентября 1958 г. с лунной станцией Е1, однако запуск закончился аварией на 87-й секунде полета (причина — возникновение возрастающих продольных колебаний). Следующие два старта были также аварийными. Успехом увенчался четвертый запуск 2 января 1959 г. с автоматической межпланетной станцией (АМС) «Луна-1». В том же году ракетой благополучно были выведены в космос АМС «Луна-2» и «Луна-3».

15 мая 1960 г. с помощью ракеты был запущен прототип пилотируемого корабля «Восток» — экспериментальное изделие 1К (открытое наименование — «Спутник»). Следующие запуски в 1960 г. проводились с кораблями 1К, на борту которых в специальных контейнерах находились собаки. 19 августа был запущен корабль-спутник с собаками Белкой и Стрелкой.

9 и 25 марта 1961 г. состоялось два успешных запуска с кораблями, предназначенными для пилотируемых полетов (3КА), также с собаками на борту. Животные Чернушка и Звездочка полностью проделали путь, который предстоял первому космонавту: взлет, один виток вокруг Земли и посадка.

12 апреля 1961 г. ракета-носитель вывела в космос корабль-спутник «Восток» с Юрием Гагариным.

Первая публичная демонстрация макета ракеты состоялась в 1967 г. на авиасалоне в Ле-Бурже во Франции. Тогда же впервые ракета была названа «Востоком», до этого в советской прессе ее именовали просто «сверхмощной ракетой- носителем» и т. п.

Всего было проведено 26 запусков ракеты «Восток» — 17 успешных, 8 аварийных и один нештатный (при запуске 22 декабря 1960 г. из-за сбоя в работе ракеты корабль-спутник с собаками совершил полет по суборбитальной траектории, животные выжили). Последний состоялся 10 июля 1964 г. с двумя научными спутниками «Электрон».

На базе ракеты «Восток» в дальнейшем были созданы другие модификации «Восток-2», «Восток-2А», «Восток-2М», которые выпускались на куйбышевском заводе «Прогресс» (ныне Ракетно-космический центр «Прогресс», Самара).

Запуски проводились как с Байконура, так и с космодрома Плесецк. С помощью ракет выводились в космос спутники серии «Космос», «Зенит», «Метеор» и др. Эксплуатация этих космических носителей завершилась в августе 1991 г. запуском ракеты «Восток-2М» с индийским спутником дистанционного зондирования Земли IRS-1B («Ай-ар-эс-1-би»).

Юрий Гагарин

Юрий Алексеевич Гагарин (1934 – 1968)

Его открытая улыбка, кажется, вместила всё лучшее, что было в России и в СССР в ХХ веке. 1 сентября 1941 года Юрий пошел в первый класс клушинской сельской школы. Через полтора месяца деревню заняли гитлеровцы. Полтора года семья Гагариных терпела невзгоды оккупации. В 1954-м Гагарин – учащийся индустриального техникума – поступил в Саратовский аэроклуб. Его учителями стали фронтовые летчики – герои Советского Союза. Потом – авиационное училище и служба на Северном флоте. Старший лейтенант Гагарин прошел отбор в отряд космонавтов и, после тяжелых испытаний, был избран для самой опасной и ответственной миссии.

О дальнейшем знает весь мир. После полета Гагарин стал лицом страны – и с этой ролью он справлялся тоже безупречно. Не забывал и службу в отряде космонавтов. Но на славу ему было отведено лишь семь лет. 28 марта 1968 года первый в мире космонавт трагически погиб во время тренировочного полета. Оплакивала Юрия Гагарина вся страна. Не по разнарядке.

Характеристики

«Восток» представлял собой корабль-спутник, то есть, в отличие от современных космических кораблей, он не мог выполнять орбитальные маневры.

Длина корабля — 4,3 м, максимальный диаметр — 2,43 м, стартовая масса — 4 т 725 кг. Рассчитан на одного члена экипажа и продолжительность полета до 10 суток.

Состоял из двух отсеков — спускаемого аппарата сферической формы (объем — 5,2 куб. м) для размещения космонавта и конического приборно-агрегатного отсека (3 куб. м) с аппаратурой и оборудованием основных систем корабля, а также тормозной двигательной установкой.

Был оснащен системами автоматического и ручного управления, автоматической ориентации на Солнце и ручной — на Землю, жизнеобеспечения, терморегулирования. Снабжен радиотелеметрической аппаратурой для контроля состояния человека и систем корабля. В кабине корабля были установлены две телевизионные камеры для наблюдения за космонавтом. Двусторонняя радиотелефонная связь с Землей осуществлялась посредством аппаратуры, работающей в ультракоротковолновом и коротковолновом диапазонах. Некоторые основные системы были дублированы для надежности.

Герметичный спускаемый аппарат (СА) имел три иллюминатора: один технологический и два с отделяемыми при помощи пиротехнических устройств крышками для катапультирования кресла с космонавтом и выбрасывания парашюта СА.

В целях безопасности космонавт во время всего полета находился в скафандре. На случай разгерметизации кабины в скафандре был запас кислорода на четыре часа, он обеспечивал защиту космонавта при катапультировании кресла на высоте до 10 км. Скафандр СК-1 и кресло были созданы опытным заводом номер 918 (ныне Научно-производственное предприятие «Звезда» им. академика Г.И. Северина, пос. Томилино Московской обл.).

При выведении на орбиту корабль закрывался сбрасываемым головным обтекателем, имевшим люк для аварийного катапультирования космонавта. После полета спускаемый аппарат возвращался на Землю по баллистической траектории. На семикилометровой высоте осуществлялось катапультирование, затем космонавт в скафандре отделялся от кресла и самостоятельно спускался на парашюте. Кроме того, предусматривалась возможность приземления СА с космонавтом на борту (без катапультирования).

Технические характкристики ракеты Р-1 8А11

Ракета Р-1

Цифрами обозначены:

1. головная часть;
2. бак горючего;
3. тонельная труба с расходным трубопроводом горючего;
4. бак окислителя;
5. приборный отсек;
6. хвостовой отсек;
7. аэродинамический стабилизатор;
8. газоструйный руль.

Боевое крещение

Так в ГДЛ объединились оба ракетных направления: твердотопливное и жидкостное. И в том и в другом сотрудники лаборатории достигли немалых успехов, но сферы применения ракет оказались различны. В апреле 1930 года Тихомиров умирает, а через несколько месяцев после смерти изобретателя был получен патент на твёрдое ракетное топливо — его выдали уже Народному комиссариату военно-морских сил РККА. ГДЛ возглавил Борис Петропавловский, который вместе с Лангемаком сформулировал идею лёгких и мобильных реактивных систем на основе миномётов, которые должны были заменить малоподвижную артиллерию.

Уже осенью 1930 года в ГДЛ закончили проект и подготовили чертежи 82-мм и 132-мм ракетных орудий и реактивных снарядов. В следующем году ГДЛ создаёт модели снарядов и пусковых устройств, а также начинает испытание по боевому применению снарядов РС-82 и PC-182 на самолётах И-4 и Р-5. 

• Боевая машина реактивной артиллерии БМ-13Н

В 1932 году с целью централизации усилий по разработке ракетных технологий ГДЛ передали Артиллерийскому НИИ артиллерийского управления РККА, тогда же ГДЛ начала разработку ручного ракетного противотанкового ружья.

В то же время в США шла разработка знаменитой базуки, основанной на аналогичных принципах. К сожалению, разработки советских изобретателей в этом направлении оказались малоэффективными, и работы по этому проекту были свёрнуты. В результате Красная армия вступила во Вторую мировую войну, не имея столь эффективного противотанкового оружия и пользуясь либо поставками по ленд-лизу американских базук, либо трофейными немецкими фаустпатронами.

С 1931 года ракетными технологиями также занималась «Группа изучения реактивного движения» при Осоавиахиме во главе с Фридрихом Цандером и Сергеем Королёвым. Распылять средства по нескольким направлениям было сочтено нецелесообразным, и осенью 1933 года ГДЛ и ГИРД объединились в первый в мире Реактивный институт.

Пуски ракет Р-5М 8К51 в 1955 году

Красным цветом выделены ракеты, пуски которых завершились неудачей.

Литература

• Ракета // Космонавтика : Маленькая энциклопедия; Главный редактор В. П. Глушко. 2-е издание, дополнительное — Москва: «Советская энциклопедия»,  — C. 372.
• Boris Rauschenbach. Hermann Oberth 1894—1989. Über die Erde hinaus — eine Biographie: — Der. Böttiger Verlags — GmbH — ISBN 3-925725-27-7
• Harald Tresp, Karlheinz Rohrwild. — Am Anfang war die Idee… Hermann Oberth — Vater der Raumfahrt: Herman E. Sieger GmbH, Lorh/Württemberg. 1994
• Hermann Oberth. Mein Beitrag zur Weltraumfahrt: — Hermann — Oberth — Raumfahrt — Museum, Druck Center Meckencheim. Nürnberg/Feucht. 1994. ISBN 3-925103-71-6
• Marsha Freeman. Hin zu neuen Welten. Die Geschichte der deutschen Raumfahrtpioniere: — Der. Böttiger Verlags — GmbH, Wiesbaden. 1995. ISBN 3-925725-22-9
• Walter Dornberger, V2 — Der Schuß ins Weltall, Bechtle Verlag, Esslingen 1952.
• «Испытание ракетно-космической техники — дело моей жизни» События и факты — А. И. Осташев, Королёв, 2001 г.;

История проекта

22 мая 1959 г. вышло постановление ЦК КПСС и Совета министров СССР, которым предусматривалось разработать и осуществить запуск корабля-спутника для выполнения полета человека в космос. Головной организацией по проекту назначено ОКБ-1 (ныне РКК «Энергия» им. С.П. Королева) во главе с главным конструктором Сергеем Королевым.

Одним из основных разработчиков корабля был начальник сектора проектного отдела Константин Феоктистов (впоследствии космонавт), система управления корабля была разработана под руководством заместителя главного конструктора Бориса Чертока, система ориентации создана конструкторами Борисом Раушенбахом и Виктором Легостаевым.

Было создано две версии корабля, получившие обозначение: 1К (экспериментальный беспилотный вариант) и 3КА (предназначенный для пилотируемых полетов). Кроме того, на базе экспериментального варианта был разработан автоматический спутник-разведчик — 2К.

Всего в программе по подготовке полета человека в космос, получившей название «Восток», было задействовано более 100 организаций.

От ракет Конгрива до «Катюш»

Результаты концентрации усилий не замедлили проявиться. К 1936 году работы по жидкостным ракетным двигателями завершились созданием ОРМ-65. К этому двигателю была создана крылатая ракета «212», которая совершила первый полёт 29 января 1939 года. Конструкторами ракеты и двигателя были Королёв и Глушко. Это была первая советская управляемая ракета современного типа. Именно с модели «212» начался путь человека в космос.

Изрядные успехи были достигнуты и в сфере твердотопливных реактивных снарядов. В 1937 году Советская армия приняла на вооружение доработанные снаряды РС-82 и РС-132, используемые в авиации. Уже в 1939 году эти снаряды нашли боевое применение в сражении на Халхин-Голе, где истребители-ракетоносцы сбили два японских самолёта.

• Сбитый японский самолёт во время боёв на Халхин-Голе

С началом Великой Отечественной войны выяснилось, что реактивные снаряды плохо пригодны для маневренного воздушного боя, зато чрезвычайно эффективны при массовом применении, что доказали ещё ракеты Конгрива в начале XIX века.

К сожалению, политика террора 1937—1938 годов коснулась и учёных-ракетчиков. Был арестован Лангемак, которого вскоре расстреляли, Глушко и Королёв также оказались в заключении и до 1944 года работали в тюремных шарашках.

В 1939 году в Реактивном институте начались работы по созданию наземных мобильных реактивных миномётов. На базе уже созданных авиационных снарядов были разработаны модели Р-8 и Р-13 — именно ими вооружили знаменитые «Катюши» моделей БМ-8 и БМ-13, боевое применение которых доказало высокую эффективность ракетных технологий и сыграло важную роль в победе над фашистской Германией.

Так скромный и незаметный эксперимент 3 марта 1928 года стал началом стремительного развития реактивной техники.

Гельмут Греттруп (в центре) после удачного запуска

Схема работы с немецкими специалистами достаточно быстро приобрела своеобразный характер. На научно-технических советах немцы делали подробнейший доклад по очередному проекту ракеты. Выступали оппоненты. Доклад всесторонне рассматривался и обсуждался. Признавали его победу. Затем на остров приезжали советские специалисты, уточняли нюансы, забирали документацию, во многих случаях даже не удосуживаясь ее переиздать, ограничиваясь лишь стиранием немецких фамилий. А самое главное — «гостям» не давали ничего испытывать, объясняя это занятостью всех стендов. В итоге, выжав из немецких ракетчиков все, что только можно, создав им и своему руководству невыносимые условия для дальнейшей работы, немцев вернули в ГДР, даже не решив вопрос их трудоустройства. В фильме «Укрощение огня» есть циничная фраза, приписываемая С.Королеву: «Мне у немцев учиться нечему, я у Циолковского учился»… Интриги, бесконечные обращения через головы руководителей привели к прогнозируемому результату — как и в 37-м году, руководство НИИ попало под сталинские репрессии. Расстрелять их не успели — великий вождь скончался. Последовала полная реабилитация, им вернули все награды, но в ракетную технику они больше не попали — «все места уже были заняты». Для компенсации «исхода немцев» в 1954 году были созданы четыре самостоятельных ракетных конструкторских бюро, в том числе и днепропетровское. Позже других, в августе 1956 года, было создано и ОКБ С.Королева. Последним, как и положено руководителю, в конце 1953 г. покинул СССР Г.Греттруп. Черток отмечает, что от стыда он не мог смотреть Гельмуту в глаза. Прямо на перроне вокзала в Берлине агенты американской разведки «упаковали» Г.Греттрупа в свою машину, вывезли в посольство, а оттуда — в Западную Германию. Там ему предложили руководящую работу в Штатах у его друга фон Брауна. Он отказался. Его допрашивали. Правда, допросами это назвать нельзя — его не били, так, длительные беседы со светом в лицо. Сейчас уже известны итоги этих «бесед». Можно только поражаться порядочности Г. Греттрупа после того, что с ним сделали «наши», — он, как мог, «наводил тень на плетень». Американские спецслужбы, обозленные стойкостью «совка», создали вокруг него атмосферу неприязни, не давая нигде устроиться на работу. Год семья бедствовала. Но потом Греттруп все-таки нашел место в одном из подразделений «Сименса», изобрел электронные машинки для счета и размена денег (впервые в мире), сейчас не менее популярные, чем ракеты. Очень скоро под его началом уже работало более четырехсот сотрудников. Но спецслужбы достали его и здесь. В 1967 году, когда впервые по телевидению показали ракету, с помощью которой основоположник практической космонавтики С.Королев запустил в космос Ю.Гагарина, Греттруп молча плакал, узнав ракету своего коллектива, — так писала в своих воспоминаниях жена немца.