Чертежи ракеты восток. Классификация ракет-носителей по массе выводимого полезного груза и применяемому способу старта. Сравнение характеристик и примеры действующих РН. Технические характеристики носителя «Восток»
Макет ракеты-носителя «Восток» был установлен на ВДНХ 8 июля 1967 года, в честь 50-летия со дня Великой Октябрьской социалистической революции.
Макет ракеты «Восток», изготовленный в Самарском ракетно-космическом центре (ныне - РКЦ «Прогресс») весит 25 т. Готовый к старту оригинал - 287 т. Общая длина ракеты-носителя «Восток» - 38,4 м (это высота 16-этажного дома). Максимальный поперечный размер - 10,3 м. Максимальная масса полезного груза ракеты-носителя «Восток» при выводе на орбиту - 4730 кг.
История создания
Сохранились воспоминания одного из участников установки макета на ВДНХ 8 июля 1967 года А.М Гуртякова, опубликованные в газете Национального исследовательского Томского Политехнического университета:
В 1967 году я работал в Томском политехническом институте на кафедре «Автоматические установки» на факультете автоматических систем ассистентом. Летом того года меня командировали в Москву на стажировку в ОКБ по ракетной технике, которым руководил соратник Сергея Королёва , лауреат Ленинской и Государственной премий, Герой Социалистического Труда, академик Владимир Бармин .
Накануне все работы на объекте были закончены, макет находился в горизонтальном положении на специальном ложе постамента. Работа предстояла несложная, надо было только запустить в работу механизм подъёма макета ракеты.
Приехали на ВДНХ втроём: руководитель отдела С.И. Поляков, электрик и автор этих строк. Предполагалось, что работа займёт немного времени, и после установки макета мы сможем, до прибытия Государственной комиссии по приёмке объекта, посетить расположенный рядом павильон «Космос», который к 50-летней годовщине Октябрьской Революции пополнился большим количеством новых экспонатов.
Однако работа по установке макета сразу же не заладилась. Как только нажали кнопку, запускающую в работу механизм подъёма, вверху раздался сильный хлопок, и перегоревший в результате замыкания, питающий электродвигатели механизма подъёма, кабель упал на площадку рядом с постаментом. Чтобы выяснить причину замыкания и вновь подсоединить кабель, необходимо было поднять электрика вверх к месту стыковки кабеля. Срочно понадобился автомобиль с автовышкой. Поиск автомобиля, а потом ещё и простой изоляционной ленты (её не оказалось у электрика) по павильонам ВДНХ занял у нас примерно около часа.
Наконец электрик наверху подсоединяет к электродвигателям кабель, а С.И. Поляков, наблюдающий за работой электрика, даёт мне команду на включение в работу механизма подъёма. Я нажимаю кнопку «Пуск», заработали два мощных телескопических гидроцилиндра, и макет ракеты медленно занимает вертикальное положение.
В октябре-ноябре 2010 года на ВВЦ была проведена реставрация макета ракеты-носителя «Восток». Специалисты усилили несущие конструкции и восстановили лакокрасочные покрытия корпуса ракеты. Эти меры позволят сохранить крупнейшее достижение мирового ракетостроения в надлежащем виде на длительный срок.
Список литературных и Интернет-ресурсов
- Газета Национального исследовательского томского политехнического университета:
Ракета-носитель "Восток" на ВДНХ March 16th, 2016
Продолжаю публиковать фотографии от прошлого воскресения. , вы уже видели. Теперь главный технический символ ВДНХ - ракета-носитель "Восток" у павильона Космос.
1.
2. Перед коллективом ОКБ, которым руководил соратник С.П. Королёва, лауреат Ленинской и Государственной премий, Герой Социалистического Труда, академик В.П. Бармин, была задача установить макет ракеты-носителя «Восток» на ВДНХ к годовщине 50-летия советской власти. 
3. Макет ракеты «Восток» изготовлен в Самарском ракетно-космическом центре (ныне - РКЦ "Прогресс"). Он весит 25 тонн, готовая к старту ракета - 287 тонны. Общая длина ракеты-носителя «Восток» - 38,4 м (это высота 16-этажного дома). Максимальный поперечный размер - 10, 3 м. Максимальная масса полезного груза ракеты-носителя «Восток» (при выводе на орбиту) - 4 730 кг.
4. Макет ракеты был установлен 8 июля 1967 года.
5. В октябре-ноябре 2010 года на ВВЦ была проведена реставрация макета ракеты-носителя «Восток». Специалисты усилили несущие конструкции и восстановили лакокрасочные покрытия корпуса ракеты. Эти меры позволят сохранить крупнейшее достижение мирового ракетостроения в надлежащем виде.
«Я глядел на корабль, на котором должен был через несколько минут отправиться в небывалый рейс. Он был красив… Подумалось, что эта красота вечна и останется для людей всех стран на все грядущие времена. Передо мной было не только замечательное творение техники, но и впечатляющее произведение искусства», - так писал первый космонавт Юрий Алексеевич Гагарин о космическом корабле, на котором 12 апреля 1961 года он проложил дорогу в космос.
«Восток» - так называлась серия одноместных космических кораблей-спутников, предназначенных для полетов по околоземной орбите. Первые советские космонавты Ю. А. Гагарин, Г. С. Титов, А. Г. Николаев, П. Р. Попович, В. Ф. Быковский, В. В. Николаева-Терешкова на кораблях этого типа в общей сложности 259 раз облетели вокруг земного шара, провели в космосе 381 час и установили 21 мировой рекорд. В их числе рекорды высоты полета, продолжительности, дальности и другие.
Что же представлял собой этот космический корабль? «Восток» имел сферический спускаемый аппарат, являющийся одновременно кабиной космонавта, и приборный отсек с бортовой аппаратурой и тормозной двигательной установкой. Масса с последней ступенью ракеты-носителя составляла 6,17 т, длина - 7,35 м, масса последней ступени - 4,75 т, а спускаемого аппарата - 2,4 т, диаметр его был равен 2,3 м. Космические корабли «Восток» выводились на орбиту трехступенчатой ракетой-носителем с шестью двигателями общей мощностью 20 млн. л. с.
…После этого было много космических стартов. Умные автоматы - разведчики вселенной летали к Луне, Венере и Марсу. Появились многоместные пилотируемые космические корабли серии «Союз» и отлично оборудованные космические станции «Салют». Но люди вечно будут помнить «Восток», потому что на этом корабле был совершен первый полет человека в космос.
Наш юный друг! Публикуя чертежи модели ракеты-носителя «Восток», мы надеемся, что она заинтересует тебя. С ней можно выступать на всесоюзных и международных соревнованиях. Может быть, она станет твоей первой моделью и, как знать, первой ступенью на пути в космос.
1 - стабилизатор (4 шт.), 2 - цилиндр бокового блока (4 шт.), 3 - конус бокового блока (4 шт.), 4 - центральный блок, 5 - обтекатель бокового блока (4 шт.), 6 - нижний конус, 7 - верхний конус, 8 - втулка, 9 - бобышка, 10 -переходная ферма, 11 - корпус третьей ступени, 12 - обтекатель космического корабля, 13 - конус обтекателя.
Модель-копияракеты-носителя (рис. 1) в масштабе 1: 100 имеет длину 380 мм. Прежде чем приступить к ее изготовлению, сделайте оправки (рис. 3). Лучше, если они будут выточены из металла, но можно из древесины или оргстёкла. Затем.из картона или фанеры изготовьте шаблоны разверток (рис. 2).
Вырежьте по шаблонам из чертежной бумаги заготовки модели-копии. Склеивать их надо на оправках столярным клеем. После того как склеили заготовку и дали ей немного подсохнуть, покройте ее дважды эмалитом, предварительно зачистив швы. После этого, закрепив оправки в патроне токарного станка, обрежьте конические детали 3, 6 и 7 до указанного на чертежах размера.
Изнутри склеиваемые встык детали для прочности соедините бумажными лепестками на клею (см. рис. 3).
Обтекатели боковых блоков 5 (см. рис. 1), а также обоймы под двигатели в боковых и центральном блоках выточите из липы и вклейте на эпоксидной смоле ЭД-5. Центральный блок 4 второй ступени модели-копии склейте на оправке. Когда он просохнет, покройте двумя слоями клея АК-20. Переходную ферму 10 выточите из дюралюминия, доработайте надфилями и приклейте к корпусу 11 третьей ступени. Конус обтекателя 13 выточите на токарном станке из березы и для центровки загрузите свинцом.
По сечению Е-Е сделайте разъем модели. Для этого вклейте деревянную бобышку 9 длиной 8-10 мм в переходную ферму 10. К бобышке прикрепите парашют из микалентной бумаги Ø 350 мм. Он укладывается в верхний конус 7, соединенный резиновым амортизатором с бобышкой 9.
Наружные детали модели (трубопроводы, штепсельные разъемы и др.) изготовьте из липовых реек, сопла - из дюралюминия фасонным резцом. Целлулоидные стабилизаторы 1 приклейте нитроклеем к цилиндрам боковых блоков 2, как указано на виде В (внизу справа).
Собранную модель покройте нитроклеем, зашпаклюйте и зачистите мелкой наждачной бумагой. Окрасьте модель белой нитрокраской, надписи «СССР» и «Восток» - красной.
Вес модели без двигателей 135 г. Используется она для соревнований в третьем классе. В одноступенчатом варианте модели применяются три двигателя импульсом 10 н.с.
При постройке модели особое внимание обратите на расположение центра тяжести. Полет модели будет устойчивым, если центр тяжести будет находиться выше центра давления. Для определения центра давления, вырежьте контур модели ракеты из однородного материала (фанеры, целлулоида) и найдите центр тяжести этой плоской фигуры. Эта точка и будет центром давления модели. Центр тяжести данной модели в стартовом положении находится на расстоянии 180 мм от нижнего среза сопел. Высота полета модели 250-300 м.
В. РОЖКОВ, мастер спорта СССР
Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter , чтобы сообщить нам.
Создатели ракеты Р-7, входившие в Совет главных конструкторов
Они руководили своими самостоятельными производственными коллективами, создавашими необходимое оборудование для производства ракет и космической техники. Совет главных кострукторов был создан С.П. Королёвым для координации деятельности предприятий и решения сложных оперативных вопросов производства ракетно-космической техники. В этом Совете главных за С.П. Королевым утвердилась приставка "Главный (с большой буквы) конструктор". Портреты расположены в том порядке, как на фото
 |
 |
 |
 |
 |
Богомолов А.Ф. |
Рязанский М.С. |
Пилюгин Н.А. |
Королёв С.П. |
Глушко В.П. |
 |
 |
|||
Бармин В.П. |
Кузнецов В.И. |
(1913-2009) и возглавлявшийся им коллектив сотрудников ОКБ МЭИ (Московский энергетический институт) является создателем средств радиотелеметрии и траекторных измерений, обеспечивших разработку и испытания первых баллистических ракет, межконтинентальных ракет, запуск первых искусственных спутников Земли, проведения научных экспериментов в космосе. Действительный член АН СССР по Отделению общей и прикладной физики (радиофизика и радиотехника) с 1 июля 1966 года, академик по Отделению общей физики и астрономии (астрономия) с 26 декабря 1984 года.
(1909-1987). Под его непосредственным руководством были проведены работы по созданию систем радиоуправления ракетным вооружением различного типа, в том числе баллистических ракет дальнего действия, радиотехнических систем космической связи и управления космическими аппаратами оборонного, народнохозяйственного и научного назначения, включая системы космической навигации, наблюдения, радиотехнических систем дальней космической связи, обеспечивших достижения мирового уровня по изучению Луны, Венеры и Марса. Большой вклад был сделан в радиотехническое обеспечение пилотируемых космических полётов.
Доктор технических наук (1958), в этом же году избирается членом-корреспондентом Академии наук СССР.
(1908-1982). Под его руководством разработаны системы управления (СУ) многих ракетных и ракетно-космических комплексов и автоматических межпланетных станций; создана теория проектирования прецизионных СУ летательных аппаратов; разработаны методы анализа и синтеза сложных надежно функционирующих даже при единичных отказах ряда элементов сложных динамических систем, получившие широкое распространение в практике проектирования СУ; созданы научная методология экспериментальной наземной отработки приборов, подсистем и СУ в целом и испытательные комплексы для этой цели. На научной основе получила развитие методология сбора, обработки и анализа измерительной информации при испытаниях систем управления в обеспечение оценок правильности функционирования СУ, соответствия режимов ее работы заданным документацией, опытно-теоретических оценок точностных характеристик СУ, полученных с использованием моделей инструментальных погрешностей комплекса командных приборов исходя из априорных оценок ошибок управления и характеристик ее надежности.
Академик АН СССР (1966; член-корреспондент 1958).
(12.01.1907/30.12.1906 - 14.01.1966). Основоположник практической космонавтики. Это выдающийся конструктор и организатор работ по созданию ракетно-космической техники в СССР. Он по праву считается первопроходцем многих основных направлений развития отечественного ракетного вооружения и ракетно-космической техники, обеспечившей стратегический паритет и сделавшей наше государство передовой ракетно-космической державой. Ракета Р-7 — главное детище его жизни. Академик (1958).
(1908-1989). Основоположник отечественного ракетного двигателестроения, пионер и творец отечественной ракетно-космической техники. Конструктор первого в мире электротермического ракетного двигателя (1928-1933), первых советских жидкостных ракетных двигателей ОРМ (опытный ракетный мотор) (1930-1931), семейства ракет РЛА (ракетные летательные аппараты) на жидком топливе (1932-1933), мощных жидкостных ракетных двигателей, установленных практически на всех отечественных ракетах, летавших до настоящего времени в космос. Двигатели В.П. Глушко вывели на орбиту первые и последующие спутники Земли, космические корабли с космонавтами, а также обеспечили полёты к Луне и планетам Солнечной системы. Под руководством В.П. Глушко была создана уникальная многоразовая космическая система “Энергия-Буран”, базовый блок долговременной орбитальной станции “Мир” и т.д. Академик (1958).
(1909-1993). Начиная с 1947 года, под руководством В.П. Бармина в короткие сроки были разработаны стартовые комплексы для подготовки и пуска баллистических ракет конструкции С.П. Королева: Р-1, Р-2 (1948-1952 гг.), Р-11, Р-5 и первой стратегической ракеты с ядерным боезарядом Р-5М.
В 1957 году были завершены работы над стартовым комплексом первой в мире межконтинентальной баллистической ракеты Р-7, которая вывела на орбиту Земли первый искусственный спутник Земли и первого космонавта планеты Ю.А. Гагарина.
В.П. Бармин вместе со своим коллективом внес огромный вклад в дело создания ракетно-ядерного щита Родины. В 1960-х годах в ГСКБ "Спецмаш" создают шахтные стартовые комплексы для боевых ракет Р-12, Р-14, Р-9А, УР-100.
Под руководством Бармина были разработаны и созданы уникальные стартовые комплексы для ракетоносителей УР-500 ("Протон") и многоразовой ракетно-космической системы "Энергия-Буран". Академик РАН (1991)
(1913-1991). 13 мая 1946 года он был назначен руководителем только что созданного НИИ-10, которому было поручено заниматься гироскопами. С нуля пришлось разрабатывать теорию гироскопов. Все, что создавалось в ракетной и космической технике, тесно связано с его именем. Начиная с Р-1, его приборы стоят на всех ракетах, на космических кораблях, на межпланетных станциях. Они раскручиваются еще на Земле и работают до конца полета. Опубликовал множество трудов по системам инерциальной навигации и автономного управления. Академик АН СССР (1968).
В узком кругу друзей его называли «Витя-крошка» — он был самым высоким из всех Главных.
1 - головной обтекатель; 2 - вырез под люк катапультного кресла; 3 - КК «Восток»; 4 - третья ступень (блок Е); |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Схема ракеты-носителя Р-7
|
Примечание:
Эффективность РД, как и эффективность топлива измеряется его удельным импульсом
– отношением силы тяги к расходу рабочего тела. |
3D-модель
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
В период запусков советских космических кораблей (КК) «Восток» эту РН в прессе называли «мощной многоступенчатой ракетой-носителем», или «космической многоступенчатой ракетой». Свое имя она неожиданно приобрела в 1967 г., когда впервые была продемонстрирована миру на авиасалоне в Ле-Бурже, во Франции. Именно тогда на ее борту появилось слово «Восток».
Трехступенчатая РН 8К72К «Восток» — первый носитель пилотируемых космических кораблей. Ее создали в ОКБ-1 в 1959-60 гг. на базе двухступенчатой межконтинентальной баллистической ракеты (МБР) Р-7 (8К71) с добавлением 3-й ступени от РН 8К72, запускавшей к Луне первые автоматические станции. Оказалось, что эта лунная ракета — с некоторыми доработками может вывести на орбиту КК массой 4.5 т.
Стыковка бокового (слева вид на сопла РД-107 ) и центрального блоков (вид на сопла РД-108 )
фото из книги В.П. Порошков "Ракетно-космический подвиг Байконура", 2007
РН «Восток» повторяла конструктивно-компоновочную схему предыдущих вариантов Р-7. Эта схема остается неизменной и для всех современных «семерок» (как часто называют РН типа Р-7), таких как «Союз-У» или «Молния-М». Блоки первых двух ступеней соединялись параллельно, в «пакет», состоящий из четырех одинаковых боковых блоков (Б, В, Г и Д) 1-й ступени, которые окружали центральной блок (А) 2-й ступени. При старте двигательные установки (ДУ) всех блоков включались одновременно. Боковые блоки сбрасывались после 118-120 сек полета, а центральный блок 2-й ступени продолжал работать еще в течение 180-190 сек. Третья ступень (блок Е) устанавливалась на вторую последовательно, и ее ДУ включалась в конце работы 2-й ступени.
В состав бокового блока входили:
- верхний опорный и переходной конусы;
- конические баки окислителя и горючего;
- межбаковый отсек;
- силовое кольцо и цилиндрический хвостовой отсек.
Опорный конус со сферическим оголовком в вершине служил для стыковки бокового и центрального блоков. Оголовки упирались в кронштейны силового пояса центрального блока, передавая ему усилия, создаваемые тягой ДУ боковых блоков. Топливные баки всех блоков являлись несущими, т.е. их стенки выполняли и роль корпуса. В них создавалось избыточное давление, наддув, который производился азотом, хранившимся в жидком состоянии в торовом баке отсека вспомогательных компонентов. В этом же отсеке располагался то-ровый бак еще одного вспомогательного компонента - перекиси водорода, которая служила для привода турбонасосного агрегата (ТНА), подающего топливо в камеры сгорания двигателей. К силовому кольцу, соединявшему отсек торовых баков с хвостовым, крепилась рама жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) и узлы нижнего соединения боковых блоков с центральным.
В хвостовом отсеке бокового блока был установлен ЖРД 8Д74 (РД-107). Двигатель РД-107 имел четыре основные неподвижные камеры сгорания и две поворотные рулевые камеры для управления полетом ракеты. Если во время полета тяга ЖРД одного из блоков падала более чем на 25%, происходил самопроизвольный отрыв дефектного бокового блока от «пакета». Две такие аварии произошли до первого пилотируемого полета — 16 апреля 1960 г. при пуске АМС к Луне и 28 июля 1960 г. при пуске корабля-спутника 1К №1.
Центральный блок включал:
- приборный отсек с переходной фермой;
- бак окислителя с силовым опорным поясом;
- цилиндрический бак горючего;
- отсек вспомогательных компонентов;
- хвостовой отсек.
Переходная ферма на вершине блока А служила для установки на нем 3-й ступени и обеспечивала выход газов стартующей ДУ этой ступени при «горячем» разделении со 2-й ступенью. Рама опиралась на приборный отсек (ПО), разделенный на секции фанерными перегородками. В секциях ПО располагались блоки инерциальной системы управления (СУ), радиосистемы, приборы автоматики и т.п. Эти фанерные перегородки сохранились и в ПО современных РН семейства Р-7. Верх ПО был закрыт отражателем с жаростойким покрытием, предохранявшим отсек от газов работающей ДУ блока Е.
(1908-1971) советский конструктор, специалист в области ракетных двигателей. В 1950-52 под его руководством впервые в СССР были созданы газогенераторы (ГГ), работавшие на двухкомпонентном ракетном топливе с большим избытком горючего или окислителя. ГГ такого типа нашли применение в вытеснительных системах подачи топлива (жидкостном аккумуляторе давления), для привода турбин ТНА (турбонасосные агрегаты) и наддува топливных баков, а также в РД замкнутых схем, предложенных Исаевым.
В 1950 на головке камеры ЖРД по предложению Исаева впервые начали применять антипульсационные перегородки, позволившие во многих случаях устранить высокочастотные колебания давления в камере. В 1957 Исаев применил неразъемные (сварные) соединения агрегатов двигателя, завершив эту работу созданием первого цельносварного ЖРД. Под руководством Исаева созданы ЖРД и ДУ для ракетной и космической техники, в том числе для КК "Восток", "Восход" и "Союз", КА серий "Луна", "Марс", "Венера", "Зонд", "Молния", "Полет", "Космос", орбитальных станций "Салют" и др. Доктор технических наук (1959)/
Для КС "Восток" А.М. Исаевым была создана тормозная двигательная установка (ТДУ).
В центральной части бака окислителя располагался силовой пояс. Он являлся (и является сейчас) основным элементом блока А, воспринимающим усилия от работающих ДУ блоков 1-й ступени, и он же удерживает всю РН на стартовой позиции. Четыре откидывающиеся опоры стартового комплекса (который часто называют «тюльпаном»), «упираясь» в «карманы» опорных конусов боковых блоков, фактически «подвешивают» РН за этот пояс на стартовой позиции. Бак окислителя и бак горючего центрального блока транспортируются с завода на космодром раздельно и собираются в единый блок уже в здании монтажно-испытательного корпуса (МИК).
В хвостовом отсеке центрального блока был установлен ЖРД 8Д75 (РД-108). По конструкции он аналогичен РД-107 бокового блока, но имел четыре рулевые камеры, а также некоторые отличия в параметрах и элементах автоматики. РД-108 и РД-107 работали на жидком кислороде и керосине. Они были разработаны в ОКБ-456 главного конструктора В.П. Глушко (ныне ОАО «НПО «Энергомаш» им. академика В.П. Глушко»).
Состав блока 3-й ступени:
- переходной отсек;
- торовые баки окислителя и горючего;
- межбаковый отсек;
- двигательный отсек.
ракетный двигатель
РД-0109
На верхнем шпангоуте переходного отсека 3-й ступени, блока Е, устанавливался КК «Восток» и головной обтекатель (ГО). Третья ступень имела собственную СУ, которая размещалась в межбаковом отсеке. Там же размещались элементы системы телеметрии, энергоснабжения и автоматики. В центральном отверстии торового бака горючего располагался ЖРД блока Е.
Головной обтекатель, состоявший из двух частей, защищал КК от напора воздуха при прохождении плотных слоев атмосферы и сбрасывался сразу после 150-й секунды полета. ГО имел сбоку округлый проем поперечником 1.8 м для посадки космонавта в корабль, который служил также для его катапультирования при возникновении аварийной ситуации на старте или в полете. Интересно, что концепция системы аварийного спасения менялась дважды по ходу проектирования РН и КК. При аварии РН со 150 по 700-ю сек полета предусматривалось аварийное выключение ДУ, отделение СА и приземление его в штатном режиме. При аварии непосредственно перед выходом на орбиту, после 700-й сек полета, предусматривалось отделение всего корабля с последующим аварийным разделением отсеков и приземлением СА в штатном режиме, однако перегрузки при этом могли достигать 21 g. Затем было принято решение: при аварии до 150-й сек полета аварийно сбрасывать обтекатель и отделять СА с последующим катапультированием космонавта. Однако практически было ясно, что срабатывание парашютной системы с полным раскрытием парашюта возможно только после 40-й секунды полета, когда появлялся необходимый запас высоты. Наконец, при разработке корабля ЗКА приняли решение упростить систему спасения - высоту катапультирования космонавта ограничили всего 4 км (примерно 30-я секунда полета), а при аварии 1 -й ступени на большей высоте отключалась ДУ, сбрасывался ГО, отделялся СА и космонавт катапультировался по штатной схеме. Это означало, что в случае аварии РН на высоте ниже 4 км шанса на спасение у космонавта практически не было. В 1960-1963 гг. РН 8К72К «Восток» стартовала 15 раз, в т.ч. с беспилотными кораблями-спутниками 7 раз, с пилотируемыми кораблями «Восток» 6 раз и 2 раза — с автоматическими спутниками-разведчиками «Зенит-2». Все пилотируемые пуски РН «Восток» были успешными, но авариями закончились три попытки запуска РН «Восток» с беспилотными аппаратами: две — с кораблями-спутниками и одна — со спутником «Зенит-2». |
Вторая мировая война, помимо того, что принесла огромное количество бесчисленных жертв и разрушений, привела к научно-промышленной и технологической революции. Послевоенный передел мира требовал от главных конкурентов - СССР и США - разрабатывать новые технологии, развивать науку и производство. Уже в 50-х годах человечество вышло в космос: 4 октября 1957 года первый с лаконичным названием «Спутник-1» облетел планету, возвестив начало новой эпохи. Через четыре года первого космонавта на орбиту доставила ракета-носитель «Восток»: Юрий Гагарин стал покорителем космоса.
Предыстория
Вторая мировая, вопреки чаяниям миллионов людей, миром не закончилась. Началось противостояние Западного (во главе с США) и Восточного (СССР) блоков - сначала за доминирование в Европе, а затем во всем мире. Разразилась так называемая «холодная война», в любой момент грозившая перерасти в горячую стадию.
С созданием атомного оружия встал вопрос о наиболее быстрых способах его доставки на огромные расстояния. Советский Союз и США сделали ставку на разработку ядерных ракет, способных в считанные минуты нанести удар по противнику, находящемуся на другом краю Земли. Однако параллельно стороны вынашивали амбициозные планы освоения ближнего космоса. В результате была создана ракета «Восток», Гагарин Юрий Алексеевич стал первым космонавтом, а СССР захватила лидерство в ракетной сфере.
Битва за космос
В середине 1950-х в США была создана баллистическая ракета «Атлас», а в СССР - Р-7 (будущий «Восток»). Ракета создавалась с большим запасом по мощности и грузоподъемности, что позволяло ее использовать не только для разрушения, но и в созидательных целях. Не секрет, что ведущий конструктор ракетной программы Сергей Павлович Королев был приверженцем идей Циолковского и мечтал о покорении и освоении космоса. Возможности Р-7 позволяли отправлять спутники и даже пилотируемые аппараты за пределы планеты.
Именно благодаря баллистическим Р-7 и «Атлас» человечество смогло впервые побороть земное притяжение. При этом отечественная ракета, способная доставлять к цели 5-тонный груз, обладала большими резервами по совершенствованию, нежели американская. Это, в совокупности с географическим расположением обоих государств, определило различные пути создания первых пилотируемых (ПКК) «Меркурий» и «Восток». Ракета-носитель в СССР получила такое же название, как и ПКК.
История создания
Разработка корабля началась в ОКБ С. П. Королева (ныне РКК «Энергия») осенью 1958 года. Чтобы выиграть время и «утереть нос» США, в СССР пошли по кратчайшему пути. На этапе конструирования рассматривались различные схемы кораблей: от крылатой модели, позволявшей совершать посадку в заданном районе и чуть ли не на аэродромах, до баллистической - в форме сферы. Создание крылатой ракеты с высокой грузоподъемностью было сопряжено с большим объемом научных исследований, по сравнению со сферической формой.
За основу была взята недавно сконструированная для доставки ядерных боеголовок межконтинентальная ракета (МР) Р-7. После ее модернизации и родился «Восток»: ракета носитель и одноименный пилотируемый аппарат. Особенностью корабля «Восток» стала раздельная система посадки спускаемого аппарата и космонавта после его катапультирования. Данная система предназначалась для аварийного покидания корабля на активном участке полета. Это гарантировало сохранение жизни, независимо от того, куда осуществлялась посадка - на твердую поверхность или акваторию.
Конструкция ракеты-носителя
Для выведения корабля-спутника на орбиту вокруг Земли на базе МР Р-7 была разработана первая ракета «Восток» для гражданских целей. Ее летно-конструкторские испытания в беспилотном варианте начались 5 мая 1960 года, а уже 12 апреля 1961 года впервые состоялся полет человека в космос - гражданина СССР Ю. А. Гагарина.
Была задействована трехступенчатая конструкционная схема с использованием на всех ступенях жидкого топлива (керосин + жидкий кислород). Первые две ступени состояли из 5 блоков: одного центрального (максимальный диаметр 2,95 м; длина 28,75 м) и четырех боковых (диаметр 2,68 м; длина 19,8 м). Третья соединялась стержнем с центральным блоком. Также по бокам каждой ступени стояли рулевые камеры для маневрирования. В головной части монтировался ПКК (в дальнейшем - искусственные спутники), прикрытый обтекателем. Боковые блоки оборудованы хвостовыми рулями.
Технические характеристики носителя «Восток»
Ракета имела максимальный диаметр 10,3 метра при длине 38,36 метра. Стартовая масса системы достигала 290 тонн. Расчетная масса полезного груза почти втрое превышала американский аналог и равнялась 4,73 тонны.
Тяговые усилия разгонных блоков в пустоте:
- центральный - 941 кН;
- боковые - по 1 МН;
- 3-я ступень - 54,5 кН.
Конструкция ПКК
Пилотируемая ракета «Восток» (Гагарин в качестве пилота) состояла из спускаемого аппарата в виде сферы наружным диаметром 2,4 метра и отделяемого приборно-агрегатного отсека. Теплозащитное покрытие спускаемого аппарата имело толщину от 30 до 180 мм. В корпусе предусмотрены входной, парашютный и технологический люки. В спускаемом аппарате находились системы электропитания, терморегулирования, управления, жизнеобеспечения и ориентации, а также ручка управления, средства связи, пеленгации и телеметрии, пульт космонавта.
В приборно-агрегатном отсеке располагались системы управления и ориентации движения, энергопитания, УКВ-радиосвязи, телеметрии, программно-временное устройство. На поверхности ПКК размещались 16 баллонов с азотом для использования системой ориентации и кислородом для дыхания, холодные навесные радиаторы с жалюзи, датчики Солнца и двигатели ориентации. Для схода с орбиты предназначалась тормозная двигательная установка, созданная под руководством А. М. Исаева.
Обитаемый модуль состоит из:
- корпуса;
- тормозного двигателя;
- катапультируемого кресла;
- 16 газовых баллонов системы жизнеобеспечения и ориентации;
- теплозащиты;
- приборного отсека;
- входного, технологического и служебных люков;
- контейнера с пищей;
- комплекса антенн (ленточных, общей радиосвязи, системы командной радиосвязи);
- кожуха электроразъемов;
- стяжной ленты;
- системы зажигания;
- блока электронной аппаратуры;
- иллюминатора;
- телевизионной камеры.
Проект «Меркурий»
Вскоре после успешных полетов в американских СМИ вовсю рекламировалось создание пилотируемого космического корабля «Меркурий», даже называлась дата его первого полета. В этих условиях крайне важно было выиграть время, чтобы выйти победителем в космической гонке и одновременно продемонстрировать миру превосходство той или иной политической системы. В итоге запуск ракеты «Восток» с человеком на борту спутал амбициозные планы конкурентов.
Разработка «Меркурия» началась в компании «Мак Доннел Дуглас» в 1958 году. 25 апреля 1961 года состоялся первый запуск беспилотного аппарата по суборбитальной траектории, а 5 мая - первый пилотируемый полет астронавта А. Шепарда - тоже по суборбитальной траектории продолжительностью 15 минут. Только 20 февраля 1962 года, спустя десять месяцев после полета Гагарина, состоялся первый орбитальный полет (3 витка продолжительностью около 5 часов) астронавта на корабле «Френдшир-7». Для использовалась ракета-носитель «Редстоун», а орбитальных - «Атлас-Д». К тому времени в активе СССР был суточный полет в космос Г. С. Титова на корабле «Восток-2».
Характеристики обитаемых модулей
Космический корабль | «Восток» | «Меркурий» |
Ракета-носитель | «Восток» | «Атлас-Д» |
Длина без учета антенн, м | ||
Максимальный диаметр, м | ||
Герметичный объем, м 3 | ||
Свободный объем, м 3 | ||
Стартовая масса, т | ||
Масса спускаемого аппарата, т | ||
Перигей (высота орбиты), км | ||
Апогей (высота орбиты), км | ||
Наклонение орбиты | ||
Дата полета | ||
Продолжительность полета, мин |
«Восток» - ракета в будущее
Кроме пяти испытательных запусков кораблей этого типа, было совершено шесть пилотируемых полетов. В дальнейшем на базе «Востока» создали корабли серии «Восход» в трех- и двухместном вариантах, а также спутники-фоторазведчики «Зенит».
Советский Союз первым запустил в космос и космический корабль с человеком на борту. Поначалу мир принял слова «спутник» и «космонавт», но со временем за рубежом их вытеснили англоязычные «сателлит» и «астронавт».
Вывод
Космическая ракета «Восток» позволила открыть для человечества новую реальность - оторваться от земли и дотянуться до звезд. Несмотря на неоднократные попытки принизить значение полета первого в мире космонавта Юрия Алексеевича Гагарина 1961 года, это событие никогда не померкнет, поскольку является одной из ярчайших вех всей истории цивилизации.
