Техника и вооружение 2012 04

Боковые блоки, развернувшись носками от центрального блока, на остаточной тяге своих основных двигателей удалялись от него. При хорошей видимости процесс отделения первой ступени визуально просматривался со стартовой позиции. Следы в небе от расходящихся в противоположные стороны боковых блоков прозвали «крест Королева».

На этапе выпуска эскизного проекта предусматривалось осуществлять пуск ракеты с устройства, по типу близкому к традиционному стартовому столу, с опиранием на хвостовые отсеки боковых блоков. Сборку пакета предполагалось осуществлять непосредственно на стартовой позиции, хотя прорабатывался и вариант сборки в монтажно-испытательном корпусе с последующим вывозом ракеты на старт в вертикальном положении – так, как спустя десятилетие американцы осуществляли сборку и транспортировку своего суперносителя «Сатурн-5».

Для обеспечения приемлемой точности на многократно увеличенной дальности стрельбы межконтинентальную ракету, как и ее предшественницу Р-5, должны были оснастить комбинированной системой управления – автономной с радиокоррекцией как по дальности, так и в боковом направлении.

В дальнейшем выяснилось, что наземные пункты радиоуправления нужно было отнести почти на 250 км от старта и более чем на 500 км друг от друга. Для обеспечения работы каждого из двух наземных пунктов радиокоррекции потребовалось 15 грузовиков – «КУНГов». Требования по разнесению этих пунктов и стартовой позиции на значительные расстояния определили выбор не вполне удобного места испытаний «семерки».

Автономная бортовая аппаратура включала гирогоризонт, гировертикант и ряд других гироскопических и маятниковых приборов, установленных на корпусе приборного отсека. Гиростабилизированные платформы вошли в практику отечественного ракетостроения позже.

После выпуска эскизного проекта основные технические решения по ракете были пересмотрены прежде всего в части двигательной установки. Столкнувшись, как и ранее при работах по 100- тонному двигателю для ракеты Р-3, с угрозой высокочастотных колебаний, В.П. Глушко счел за благо перейти от однокамерной на четырехкамерную схему, тем более что полуторакратное утяжеление ракеты требовало соответствующего повышения тяги. Возможности форсирования РД-105 и РД-106 были не безграничны, что оправдывало переход к новым двигателям. Применение четырехкамерной схемы обеспечило не только желательное для предотвращения высокочастотных вибраций уменьшение размеров камеры сгорания, но и укорочение двигателя в 1,7 раза по сравнению с однокамерным прототипом.

Вместо снижающих удельную тягу трех газовых рулей на каждом из боковых блоков установили сначала по три, а позднее – по две рулевые камеры тягой по 2,5 т. На каждом из боковых блоков размещалось и по одному аэродинамическому рулю, как это предусматривалось в эскизном проекте. Таким образом, на двигателе центрального блока РД-108 (изделие 8Д75) установили четыре такие камеры, а на боковых РД-107 (8Д74) – по две. Как четыре основные, так и две (либо четыре) рулевые камеры запитывались топливом от одного турбонасосного агрегата, работавшего (как и на «Фау-2») на продуктах разложения перекиси водорода.

В целом двигательные установки всех пяти блоков ракеты насчитывали 32 камеры. Такая сложность создавала дополнительные предпосылки к отказам. Процесс включения двигателей нельзя было «пускать на самотек», он осуществлялся последовательно, в несколько этапов. Особую опасность представляла разновременность выхода на режим двигателей боковых блоков на этапе отрыва от стартовой системы, за элементы которой могла задеть наклонившаяся ракета. Поэтому двигатели поэтапно выходили на различные режимы тяги. Каждый этап начинался только после подтверждения успешной отработки предыдущего.

Воспламенение всех 32 камер производилось по одной команде. Вначале предусматривалось применение химического зажигания, но затем перешли на использование вставленных в камеры пирозапальных устройств. В течение нескольких секунд с начала подачи топлива самотеком двигатель работал на так называемой предварительной ступени тяги. Далее, с началом подачи перекиси водорода, начинали раскручиваться турбонасосные агрегаты двигателей боковых блоков, которые переходили с предварительной на первую промежуточную ступень тяги, составлявшую 73% от номинальной величины – главной ступени тяги. При этом суммарная тяга всех двигателей еще не превышала веса ракеты, которая оставалась неподвижной. Только через 10-15 с после воспламенения завершался выход всех двигателей боковых блоков на первую промежуточную ступень, при которой их тяга практически уравнивалась.

Далее включался турбонасосный агрегат двигателя центрального блока. Переход этого двигателя с предварительной на главную ступень тяги происходил быстро, без промежуточных этапов. При этом суммарная тяга двигателей, наконец, становилась больше веса ракеты, которая отрывалась от опор стартового сооружения. Практическое отсутствие разнотяга двигателей боковых блоков обеспечивало прямолинейное движение, что исключало соударение с элементами стартовой системы. При подъеме ракеты осуществлялся переход этих двигателей на вторую промежуточную ступень тяги, составлявшую 85% от главной ступени. Спустя 6 с после отрыва ракеты от стартового сооружения начинался переход двигателей боковых блоков на главную ступень.

По мере изменения конструктивно-силовой схемы ракеты подверглось пересмотру ее размещение на стартовой системе. Ветровые нагрузки грозили развалить изделие еще до отрыва от Земли. Простое, но неуклюжее решение – постройка «китайской стены» высотой в две трети длины ракеты, было отвергнуто, когда наметился другой путь решения проблемы. Какуже отмечалось, основные нагрузки передавались с боковых блоков на центральный на переднем уровне их сопряжения. На бак горючего центрального блока в полете не действовали большие сжимающие нагрузки. Поэтому постарались избавиться от них и при наземной эксплуатации. Конструкторы отказались от привычного стояния ракеты на хвостовом отсеке, подвесив ее за силовой пояс – усиленный шпангоут в наиболее широкой части бака окислителя центрального блока, в который упирались передние части боковых блоков.

Стартовый комплекс ракеты Р-7:

1 – стартовая система 8У0215; 2 – фермы обслуживания 8Т0119; 3 – обмывочно-нейтрапизационная машина; 4 – заправщик перекеси водорода; 5 – заправщик горючего; 6 – опорная ферма.

Двигатель РД-107 (8Д74).