От «Андрея» до «Дмитрия»: кто придумал собирать ракеты в пакет и как это делают сегодня
На космодроме Восточный готовятся приступить к сборке ракеты «Союз», которой этим летом предстоит вывести на орбиту космические аппараты «Ионосфера-М» №3 и №4, а также 13 малых спутников попутной полезной нагрузки. Накануне в Технический комплекс прибыли составные части носителя и створки обтекателя. Что представляет собой «пакет» ракеты, какие неофициальные названия носят ступени «Союза» и как происходит их сборка — в материале Pro Космос.
Составные части ракеты-носителя «Союз», а также створки головного обтекателя были доставлены на Восточный днем 16 июня. На видео, опубликованном в Telegram-канале Роскосмоса, видно, как железнодорожный состав перевозит контейнеры с ценным грузом в Технический комплекс космодрома. Теперь специалисты могут приступить к новому этапу — сборке «пакета» носителя.
Что такое «пакет» ракеты и кто его придумал
«Пакетом» называют конструкцию ракеты, ступени которой соединены не последовательно, а параллельно. Впервые применительно к дальним баллистическим ракетам эту схему предложил советский инженер и конструктор Михаил Тихонравов. Он выдвинул концепцию «пакетной ракетной схемы» в докладе «Перспективы увеличения дальности полета ракет», прочитанном 14 июля 1948 года на научной конференции Академии артиллерийских наук.
Считающаяся общеупотребительной последовательная схема расположения ступеней жидкостной ракеты была простой, но в то же время имела ряд недостатков. Одним из главных считались трудности запуска двигателей верхних ступеней в полете, когда после окончания работы нижних ступеней наступает период невесомости. Ко второй половине 1950-х, когда в СССР и США шла разработка первых межконтинентальных баллистических ракет Р-7 и Atlas, пути решения этой проблемы привели к созданию такой схемы, что двигатели первой и второй ступени запускались одновременно при старте.
В попытке устранить этот недостаток Тихонравов обратился к трудам Константина Циолковского и нашел в них описание «эскадры ракет». На основе этих идей он предложил соединить запускаемые одновременно ракеты в один «пакет». По замыслу Тихонравова, при такой схеме двигатели ракет запускаются на старте одномоментно, а топливо к ним подается от одной ракеты к другой, которые после опустошения отваливаются.
Поначалу его идеи восприняли довольно настороженно и с большой долей критики. Тихонравову сразу указали на плохую аэродинамику соединения ракет и уязвимость механических соединений. Но замысел инженера оценил главный конструктор ОКБ-1 Сергей Королёв, который отправил в НИИ-4, где работал Тихонравов, техническое задание — изучить возможности и целесообразность создания составных ракет дальнего действия типа «пакет». Кроме того, он предложил Тихонравову выступить с докладом на ученом совете НИИ-4.
Конструктор-новатор в своем выступлении сделал упор на том, что «пакет» позволит обеспечить полет ракеты на любые дальности и осуществить запуск искусственного спутника Земли. Последнее заявление Тихонравова в зале встретили с негодованием — и дальше его речь уже никто не слушал. Затем слово взял генерал-полковник Петр Чечулин, который занимался проверкой работы НИИ-4. Идеи Тихонравова он назвал фантазиями. После этого конструктора перевели на должность консультанта, а его отдел расформировали как «занимающийся неактуальными проблемами».
Тем не менее группа Тихонравова сохранилась и продолжила выполнять работу по заданию Королёва. По итогу в правительство СССР были представлены две записки (предварительно скорректированные в ОКБ-1 Королёва): в них были аргументировано изложены перспективы применения составных межконтинентальных ракет. Самому же Королёву, который тщательно изучил проект, больше всего понравилась идея простейшего пакета, где между блоками имеются только механические связи и топливо не переливается из блока в блок.
Благодаря Тихонравову и Королёву процесс создания первой межконтинентальной баллистической ракеты и носителя искусственного спутника Земли на ее базе получил ускорение. В декабре 1955 года Тихонравова по просьбе Королёва привлекли к этим работам и перевели в ОКБ-1. А в январе следующего года было принято правительственное постановление о создании в СССР искусственного спутника Земли и запуске его в 1957–1958 годах. В ОКБ-1 был создан проектный отдел №9, начальником которого назначили Тихонравова.
Наконец 4 октября 1957 года с Байконура был запущен первый в мире «Спутник-1». В космос его вывела слегка модифицированная двуступенчатая межконтинентальная баллистическая ракета Р-7, собранная по пакетной схеме: четыре идентичных по конструкции блока первой ступени были размещены по параллельной схеме вокруг блока второй ступени. Зажигание двигателей первой и второй ступени происходило одновременно на Земле.
От «Андрея» до «Дмитрия»: как собирают пакет «Союза»
Что же касается современной трехступенчатой ракеты «Союз-2», то ее «пакет», как и у исходной «семерки», состоит из одного центрального (А) и четырех боковых блоков (Б, В, Г, Д). Примечательно, что каждый из них имеет неофициальное название. Так, центральный (А) также известен как «Андрей», а боковые — как «Борис» (Б), «Владимир» (В), «Григорий» (Г) и «Дмитрий» (Д) (впрочем, эти названия не являются общеупотребительными).
Сначала на стапель укладывается центральный блок — это вторая ступень, после чего к нему по очереди кранами подводятся и крепят боковые блоки первой ступени. После сборки «пакета» его укладывают на установщик и стыкуют с третьей ступенью и головным обтекателем — в последнем находится полезная нагрузка (собственно космические аппараты, которые нужно вывести на орбиту) и разгонный блок.
Как и 68 лет назад, при старте одновременно включаются двигатели первой и второй ступеней. «Союз» отрывается от пускового устройства и уходит в небо. Примерно через две минуты после запуска в полете отделяется первая ступень. Вторая ступень между тем продолжает работать. Вскоре сбрасывается головной обтекатель. Перед отделением второй ступени происходит включение двигателя третьей ступени. Она может вывести полезную нагрузку на низкую орбиту.
Но если предполагается дальнейший полет (например, на орбиту средней или большой высоты, к Луне или планетам), траектория выведения строится так, что третья ступень чуть-чуть не добирает до первой космической скорости и, не выходя на орбиту, падает и сгорает в атмосфере над расчетной точкой океана. В этом случае после отделения третьей ступени разгонный блок выводит космические аппараты по целевым орбитам или траекториям полета.
Ранее в июне на космодроме в Амурской области приступили к заправке разгонного блока «Фрегат» — космического буксира, предназначенного для выведения аппаратов на разные орбиты и отлетные траектории и применяющегося в составе ракет «Союз-2». В данном случае он будет использоваться для запуска «Ионосферы-М» № 3 и № 4, а также 13 «попутчиков». На Восточный его доставили в апреле: до начала подготовки к пуску «Фрегат» находился на хранении в монтажно-испытательном корпусе.
В мае специалисты Космического центра «Восточный» и НПО им. Лавочкина (является разработчиком «Фрегата») распаковали контейнер и переместили разгонный блок на рабочее место — там его подвергли электрическим и пневмовакуумным испытаниям. О том, как устроен разгонный блок «Фрегат», в чем его особенности и в составе каких ракет он использовался, читайте в нашем материале.
Самое популярное
