«Союз» (індекс ГРАУ — 11А511) — радянська триступенева ракета-носій середнього класу для виведення на колову орбіту Землі з незмінним нахилом орбіти пілотованих космічних кораблів типу «Союз» і автоматичних космічних апаратів серії «Космос». Перша ракета сімейства «Союз».
Розроблялася і виготовлялася в Куйбишевському філіалі № 3 ОКБ-1 (нині — ЦСКБ-Прогрес) під керівництвом Дмитра Ілліча Козлова і Сергія Павловича Корольова на основі ракет-носіїв «Р-7А», «Восход».
Ракетою-носієм «Союз» запущені усі кораблі «Союз 7К-ОК», перші 11 космічних кораблів «Союз 7K-T», а також перші «Союз 7К-ТА» для орбітальних станцій «Салют»). З 1966 року по 1976 рік здійснено 32 запуски, з них 30 успішно.
На базі ракети-носія було розроблено три модифікації: «Союз-Л» — для відпрацювання місячної кабіни ракетно-космічного комплексу Н1-ЛЗ; «Союз-М» — для виведення на навколоземну орбіту розвідувальних супутників спеціального призначення типу «Зеніт-4МТ»;«Союз-У» — для виведення на навколоземну орбіту космічних кораблів типу «Союз» і «Прогрес», а також безлічі космічних апаратів серії «Космос», «Ресурс-Ф», «Фотон», «Біон».
Історія створення
Передумови 20 травня 1954 ЦК КПРС і Рада Міністрів СРСР ухвалили постанову № 956-408 про розробку міжконтинентальної балістичної ракети (МБР) Р-7 (індекс ГРАУ — 8К71), якою ОКБ-1 під керівництвом Сергія Павловича Корольова мало створити балістичну ракету, здатну нести термоядерний заряд, з дальністю польоту до 10 тисяч кілометрів.
Теоретичні основи створення ракетних двигунів і енергетичних установок ракетних комплексів були сформовані в НДІ-1 НКАП СРСР під керівництвом Мстислава Всеволодовича Келдиша.
Безпосереднє конструювання ракети Р-7 почалося в ОКБ-1 в 1953 році під керівництвом Сергія Павловича Корольова, провідним конструктором Р-7 призначили Дмитра Козлова, проєктним відділом ОКБ-1 з Р-7 керував Сергій Сергійович Крюков. Нові потужні двигуни для Р-7 паралельно розроблялися в ОКБ-456 під керівництвом Валентина Петровича Глушка.
Система управління ракетою проєктувалася в НДІ-885 (нині — ФГУП «НПЦАП») під керівництвом Миколи Олексійовича Пилюгіна, а виготовлення було доручено харківському заводу Комунар.
В Інституті проблем управління АН СРСР під керівництвом Бориса Миколайовича Петрова була розроблена система спорожнення баків і система синхронізації витрати ракетного палива. Розробка системи радіоуправління велася в НДІ-885 під керівництвом Михайла Сергійовича Рязанського.
У НДІ-944 (нині — ФГУП «НПЦАП») під керівництвом Віктора Івановича Кузнецова конструювалися гіроскопічні прилади системи управління, системи автоматичного підриву ракети проєктував Борис Овсійович Черток в ОКБ-1, а систему телеметричних вимірювань — Олексій Федорович Богомолов в ОКБ МЕІ.
Одночасно з початком розробки нової МБР була створена комісія на чолі з генерал-лейтенантом Василем Івановичем Вознюком, яка розглядала питання про будівництво спеціального випробувального полігону. Стартовий комплекс був розроблений в ДСКБ «Спецмаш» під керівництвом Володимира Павловича Барміна.
У лютому 1955 року для відпрацювання тактико-технічних характеристик перспективної МБР під командуванням генерала Георгія Максимовича Шубникова створюється новий Науково-дослідний випробувальний полігон № 5 Міністерства Оборони СРСР (НДІП-5), що став потім космодромом Байконур. Місце будівництва — Казахстан, залізнична станція Тюра-Там, Кизилординська область.
Створення ракети Р-7
Ескізний проєкт Р-7 був готовий в ОКБ-1 24 липня 1954. За проєктом МБР стартовою масою 280 т, тягою біля землі 404 тс і довжиною 34,2 м мала доставити головну частину масою 5,4 т на відстань 8240 км. Льотні випробування Р-7 почалися 15 травня 1957.
Перший пуск був невдалим. Ракета 8К71 № М1-5 у вимірювальному варіанті пролетіла приблизно 400 км і зруйнувалася внаслідок пожежі. Успішним був тільки четвертий пуск, який відбувся 21 серпня 1957.
Ще до прийняття на озброєння МБР Р-7 1959 року ухвалено рішення про будівництво об'єкта «Ангара» в районі селища Плесецьк Архангельської області (нині — космодром Плесецьк) спеціально для постановки на бойове чергування балістичних ракет цього типу.
1959 року в СРСР створено новий вид військ — Ракетні війська стратегічного призначення (РВСП), на озброєння яких стали надходити міжконтинентальні балістичні ракети Р-7. Постановою ЦК КПРС і Ради Міністрів СРСР № 192-20 від 20 січня 1960 МБР Р-7 прийнята на озброєння. Всього здійснено 30 пусків ракет Р-7, з них 20 — успішні.
Створення виробничої інфраструктури Разом з прийняттям ракет Р-7 на озброєння перед промисловістю постало завдання забезпечити необхідний боєзапас для новостворених ракетних військ і споруджуваних полігонів. Дослідний завод ОКБ-1 не мав достатніх виробничих потужностей для серійного виробництва ракет Р-7.
2 січня 1958 ухвалено постанову ЦК КПРС і Ради Міністрів СРСР № 2-1сс/ОВ, якою Куйбишевському Державному авіаційному заводу № 1 імені Тсоавіахіму (ГАЗ № 1, завод «Прогрес») Міністерства авіаційної промисловості наказувалося, не припиняючи випуску літаків «Ту-16», реконструювати виробництво і освоїти випуск МБР Р-7, індекс 8К71, з випуском трьох льотних виробів в четвертому кварталі 1958.
У Куйбишев для освоєння виробництва Корольов відправляє бригаду інженерів під керівництвом Дмитра Ілліча Козлова. Завод під керівництвом директора Віктора Яковича Литвинова і провідного конструктора Дмитра Ілліча Козлова впорався з поставленим завданням у стислі терміни.
Освоєння ракети на заводі № 1 йшло успішно і наприкінці 1958 перші три ракети були виготовлені і здані замовникам, а 17 лютого 1959 з полігону Байконур успішно запущена перша серійна ракета Р-7.
Для безпосереднього конструкторського супроводу і модернізації ракет на території заводу № 1 Корольов наказом по ОКБ-1 № 74 від 25 липня 1959 створив спеціальний конструкторський відділ № 25 ОКБ-1, який постановою ЦК КПРС і СМ СРСР № 715-296 від 23 червня 1960 перетворений у філію № 3 з дислокацією в місті Куйбишеві. В 1974 році КБ перейменовано в ЦСКБ.
На основі двоступеневої міжконтинентальної балістичної ракети Р-7, створеної в конструкторському бюро Корольова в 1953—1957 роках, розроблено понад десять модифікацій космічних ракет-носіїв (РН). Створена на її базі триступенева РН «Супутник» 4 жовтня 1957 вивела на орбіту перший штучний супутник Землі — «ПС-1».
Створення ракети-носія Р-7А Паралельно з Р-7 протягом 1958—1959 років ОКБ-1 спільно з ЦСКБ і заводом № 1 вели розробку вдосконаленої версії МБР «Р-7А» (індекс ГРАУ — 8К74). Двоступенева ракета Р-7 мала довжину 33 метри, максимальну стартову масу — 278 тонни, а максимальна дальність стрільби була визначена 8000 кілометрів.
Наприкінці 1959 року, паралельно з випуском Р-7, почалося освоєння Р-7А, серійний випуск якої в Куйбишеві почався у третьому кварталі 1960. Стартова маса 8К74 становила 276 т (8К71 — 278 т), довжина — 31,065 м, максимальна дальність стрільби 12 000 км. На приладовому відсіку Р-7А з'явився конічний перехідник для стикування менш габаритної головної частини з блоком «А». Нова інерційна система керування взяла на себе функції системи радіокерування, за винятком керування дальністю. Хімічне фрезерування стінок баків полегшило конструкцію. Скоротився час підготовки ракети до пуску, що підвищило боєготовність.
Перший пуск в рамках льотних випробувань відбувся 23 грудня 1959, останній — 7 липня 1960 року. МБР Р-7А була прийнята на озброєння РВСП постановою ЦК КПРС і СМ СРСР № 1001-416 від 12 вересня 1960.
У Міністерстві оборони США і НАТО ракета отримала позначення SS-6 і Sapwood, відповідно. Головне ракетно-артилерійське управління Міністерства Оборони СРСР використовувало індекс 8К74.
Створення 11А511 «Союз» Після успішних запусків ракет-носіїв «Восток» і «Восход» у 1958—1963 роках Корольов почав розробку нового напрямку в пілотованій космонавтиці.
Планувалися не тільки прості польоти, максимум з пасивним зближенням кораблів за вивіреною траєкторією, а й групові польоти, активне зближення, стикування, перехід космонавтів із корабля в корабель. До складу корабля нового покоління додали побутовий відсік для здійснення тривалих польотів у комфортабельніших умовах для космонавтів.
Задумувався обліт Місяця екіпажем із двох осіб, для чого на навколоземній орбіті мав збиратися комплекс у складі пілотованого корабля «Союз-7К» і ракетного розгінного блоку «Союз-9К», який, у свою чергу, заправлявся паливом на орбіті танкером-заправником «Союз-11К». Корабель «Союз-7К», ракетний блок «Союз-9К» і танкер-заправник «Союз-11К» виводились на орбіту ракетою-носієм середнього класу. За початковими вихідними даними (кінець 1962 року — початок 1963 року) маса корабля «Союз» на орбіті становила 5,8 тонни. Проєктна маса корабля перевищила 6 тон, а маса головного обтічника з двигунами системи аварійного порятунку наблизилася до 2 тонн. Станом на 1963 енергооснащеності найбільш потужної на той момент ракети-носія 11А57 («Восход») було недостатньо для реалізації передбачуваної місії, крім того, пілотований космічний корабель «Союз-7К» споряджався активною системою аварійного порятунку, здатною на всіх ділянках польоту ракети-носія у разі нештатної ситуації, що загрожує життю екіпажу, надійно виконати порятунок космонавтів.
Також в 1962—1963 роках в Куйбишевському Філіалі № 3 створювалися автоматичні космічні апарати типу «Зеніт-4МТ» для введення топографічної зйомки для МО СРСР, що також вимагало підвищення енергетики базової ракети-носія.
Триступеневу ракету-носій середнього класу 11А511 «Союз» на базі ракети-носія 11А57 («Восход») було розроблено КФЦ КБЕМ в 1966 році відповідно до постанови ЦК КПРС і Ради Міністрів СРСР № 1184-435 від 3 грудня 1963 для виведення на навколоземну орбіту комплексів «Союз-7К», «Союз-9К» і «Союз-11К», розвідувальних космічних апаратів серії «Космос», розроблених також Куйбишевською філією.
Модернізація ступенів ракети-носія 11А57 («Восход») виконувалася Куйбишевською філією № 3 ОКБ-1, а головного блоку — спільно ОКБ-1 та Філією № 3. Зовні ступені практично не змінилися, але були істотно модернізовані: полегшена бортова кабельна мережа систем управління та телеметрії; телеметрична система на бічному й центральному блоках замінена новою системою, встановленою на блоці «А»; знижено нахил орбіти космічного корабля до площини екватора з 64,8° до 51,5°; підвищена міцність деяких силових елементів першого ступеня, бо при новій циклограмі відокремлення передбачалось при підвищеному швидкісному напорі; через розкид параметрів двигуни 8Д727 (РД-108) для блоку «А» підбиралися індивідуально (питома тяга — не менше 252 секунд на рівні моря); зменшена довжина блоку «І», оптимізована його кабельна мережа; модернізована система керування третього ступеня.
Конструкція ракети-носія «Союз»
Ракета-носій «Союз» легко впізнається за чотирма конічними бічними блоками першого ступеня, що відрізняє «Союзи» від інших ракет-носіїв, а також характерним головним обтічником з чотирма прямокутниками ґратчастими стабілізаторами і специфічною «вежею» системи аварійного порятунку на вершині.
Основні характеристики
Загальна довжина ракети-носія 45,6 м. Максимальний поперечний розмір ракети-носія вимірюється за кінцевими повітряними стернами і становив 10,3 м. Стартова маса 308 тонн, загальна маса палива 274 тонни. Суха маса ракети-носія з транспортними патронами і корисним навантаженням 34 тонн залежно від типу космічного корабля, що запускається.
Ракета-носій 11А511 «Союз» виводила на низьку навколоземну орбіту корисне навантаження 6,45 тонни.
Допрацьовані двигуни двоступеневої МБР Р-7А і триступеневої ракети-носія середнього класу «Восход» розвивали сумарну тягу 413 тс на рівні моря і більше 505 тс у вакуумі.
Триступенева ракета-носій мала: Перший ступінь з чотирьох стартових прискорювачів — блоків «Б», «В», «Г» і «Д»; Другий ступінь з центрального блоку «А»; Третій ступінь — блок «І»; Адаптер корисного вантажу, головний обтічник і система аварійного порятунку екіпажу.
Перший ступінь