Р-7 Семёрка
R-7 Semiorka Interkontinentalrakete | |
R-7 Raketenmodell. | |
Präsentation | |
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Raketentyp | Interkontinentalrakete |
Baumeister | OKB 1 |
Einsatz | 1959 - 1968 |
Eigenschaften | |
Anzahl der Etagen | 1.5 |
Motoren |
Flüssigbrennstoff-Raketenmotor 4 × RD-107 + 1 × RD-108 |
Ergole | Sauerstoff - Kerosin |
Messe beim Start | 280 t |
Länge | 31,07 m |
Durchmesser | 11,2 m |
Umfang | 8.500 km |
Nutzlast | 5.000 kg (3 bis 5 Megatonnen A-Bombe) |
Orientierungshilfe | Trägheits- und funkgesteuerte Führung |
Präzision | 2,5-5 km |
Die R-7 Semiorka (aus der russischen P-7 Семёрка , was "kleines Siebtes" ohne P-7 bedeutet), der NATO-Code SS-6 Sapwood , ist die erste von der Sowjetunion entwickelte Interkontinentalrakete der Welt . Die Rakete , die von Ingenieuren von OKB 1 unter der Führung von Sergei Korolev , dem Vater des sowjetischen Raumfahrtprogramms, entwickelt wurde , machte ihren ersten Flug weiter7. September 1956und die Rakete wurde 1960 in Betrieb genommen . Aber seine Eigenschaften, die schlecht an die militärischen Bedürfnisse angepasst waren, führten schnell zu seinem Rückzug aus dem Dienst.
Die R-7 Semiorka diente als Weltraumstarter, hier umbenannt in Sputnik, und startete den gleichnamigen Satelliten Sputnik 1 , der am stattfand4. Oktober 1957Dies ist der Ursprung des ersten erfolgreichen unbemannten Orbitalfluges des Weltraumzeitalters . Ihre Ableitung Sputnik wird sich entwickeln, die Geburt zu einer ganzen Familie gibt Werfer zugleich leistungsstark und zuverlässig , von denen die letzten Versionen, die derzeit die Sojus , noch in Betrieb sind, und wird in der nach wie vor hergestellte Fabrik n o 1 von Samara .
Wie alle Interkontinentalraketen der ersten Generation wurde die R-7 Semiorka als Teil des Kalten Krieges zwischen der Sowjetunion und den Vereinigten Staaten entwickelt . Als Interkontinentalrakete kann dieses militärische Gerät eine Sprengladung mit großer Kraft tragen und das mehrere tausend Kilometer entfernte Gebiet des Feindes treffen. In den frühen 1950er Jahren, als die Amerikaner darauf warteten, bis sie H-Bomben (viel leichter als A-Bomben ) hatten, um eine Interkontinentalrakete mit einem Atomsprengkopf zu entwickeln, beschlossen die sowjetischen Beamten, unmittelbar nach ihnen mit der Entwicklung dieser Art von Waffe zu beginnen haben es geschafft, ihre erste A-Bombe zu detonieren. Diese erste Version der Atomwaffe, nicht miniaturisiert, ist schwer. Sowjetische Beamte beschlossen dennoch, eine geeignete Rakete zu entwerfen, die eine 5-Tonnen-Militärladung tragen kann. Dieser Kontext erklärt die Leistungsunterschiede zwischen den ersten sowjetischen Trägerraketen, die von Anfang an sehr stark waren, und den amerikanischen Trägerraketen, von denen die stärksten wie der Atlas nur eine Nutzlast von einer Tonne tragen können.
Die Entwicklung der R-7-Rakete basiert auf den Vorarbeiten des NI-88- Forschungsinstituts, das zwischen 1948 und 1956 sieben Familien ballistischer Raketen mit zunehmender Komplexität entwickelte, die es den sowjetischen Ingenieuren ermöglichten, zahlreiche Techniken zu entwickeln:
Diese vier Raketen sind alle einstufig und werden von Raketenmotoren mit flüssigem Treibstoff angetrieben , die eine Mischung aus flüssigem Sauerstoff und Ethanol verbrennen . Sie wurden vom Team von Sergei Korolev , dem zukünftigen Vater der sowjetischen Astronautik, entworfen und der Antrieb wird unter der Leitung von Valentin Glushko entwickelt . 1953 entwickelte der NI-88 auch die Raketen R-11 und R-11M mit einer Leistung ähnlich der deutschen V2 (Reichweite 180 km und militärische Last von 950 kg ), die die Besonderheit hatte, von einem heißen Raketenmotor angetrieben zu werden. eine Mischung aus Salpetersäure und Kerosin . Diese neue Rakete ist die erste Version (Scud-A) der im Westen als Scud bekannten Raketenfamilie . Die ebenfalls zu diesem Zeitpunkt entwickelte R-11FM- Version ist eine Variante, die von einem U-Boot abgefeuert werden kann, das eine bestimmte Betriebsart (Führung, Zündung und Start) vorschreibt.
Es ist ein Dekret der Sowjetregierung von 20. Mai 1954Damit wurde die Entwicklung der Interkontinentalrakete R-7 gestartet. Zu diesem Zeitpunkt hatte Korolevs Team noch nie eine Atomsprengkopfrakete eingesetzt und nur einstufige Raketen entwickelt, die nicht die für diese neue Rakete erforderliche Leistung erbrachten.
Die Entwicklung der Interkontinentalrakete R-7 muss eine Vielzahl von Schwierigkeiten überwinden, da neue Lösungen entwickelt werden müssen, die vollständig vom deutschen Erbe abweichen, das die früheren sowjetischen Raketen weitgehend inspiriert hatte.
Zündung aller Motoren am Boden und BündelkonfigurationDie Zündung eines Flüssigbrennstoff-Raketentriebwerks ist eine sehr heikle Abfolge von Vorgängen. Die Verwendung einer zweistufigen Rakete erfordert theoretisch ihre Ausführung im Flug; Diese Übung wird von Ingenieuren schlecht gemeistert und liefert zufällige Ergebnisse. Um dieses Problem zu umgehen, besteht der Launcher aus einer zentralen Stufe, die von 4 Hilfsstufen in Form von länglichen Kegeln flankiert wird (Bündelkonfiguration). Alle Raketenmotoren werden abgefeuert, während sich der Werfer noch am Boden befindet. Die Hilfsstufen werden nach 125 Sekunden freigegeben, aber die Mittelstufe, die länger ist und mehr Treibmittel enthält, treibt die Rakete 125 Sekunden lang weiter an und spielt somit die Rolle einer zweiten Stufe. Diese Technik wird zur gleichen Zeit auch von amerikanischen Ingenieuren angewendet, die vor dem gleichen Problem stehen. Ihr Atlas- Werfer hat drei Raketenmotoren beim Start, von denen zwei während der Antriebsphase freigegeben werden, um die Masse der Struktur zu reduzieren.
Verwendung von NoniusmotorenDie Verwendung von mobilen Jet-Deflektoren am Auslass der Düse von Flüssigbrennstoff-Raketentriebwerken war die von der deutschen V2- Rakete geerbte Technik , mit der der Schub gesteuert und die Flugbahn früherer Raketen gesteuert wurde. Diese Technik hat jedoch zwei Hauptnachteile:
Viele Lösungen werden von Ingenieuren vorgeschlagen und bewertet, um den Betrieb von Raketenmotoren während der Löschphase zu verbessern. Sie werden jedoch alle vom Konstrukteur der Glushko-Triebwerke abgelehnt. Die Lösung besteht darin, kleine Nonius-Motoren hinzuzufügen, deren einzige Aufgabe darin besteht, die Ausrichtung des Werfers zu steuern, die die ausrichtbaren Strahlabweiser ersetzen und gleichzeitig die für den Endschub erforderliche Präzision sicherstellen. Das Löschen dieser Motoren mit geringer Leistung erzeugt praktisch keinen Restschub. Diese Motoren verbrennen die gleichen Treibmittel wie die Hauptmotoren und werden von deren Turbopumpe angetrieben. Um die Ausrichtung des Trägers im Flug zu steuern, sind vier dieser Motoren auf der zentralen Bühne und zwei an jedem der Booster-Triebwerke installiert. Nachdem sich Glouchko geweigert hat, die Konstruktion und Herstellung dieser Noniusmotoren sicherzustellen, um die Entwicklungsfristen des Hauptmotors einzuhalten, übernehmen drei Ingenieure von OKB-1 diese Aufgabe. Die Herstellung dieser Noniusmotoren, die ursprünglich vom OKB-1 bereitgestellt wurde, wird dann vom Werk Glouchko übernommen.
Motorschubausgleich System starten VerlässlichkeitVon 1957 bis 2009 waren von 1.749 R-7-Schüssen 1.673 erfolgreich, was einer Zuverlässigkeitsrate von 96% entspricht.
Die ersten Versuche, die Rakete alleine zu starten, waren Fehlschläge. Das15. Mai 1957Der erste Schuss schlägt nach einem Flug von 100 Sekunden aufgrund der Explosion eines der Triebwerke fehl. Der vierte Schuss wurde abgefeuert21. August 1957ist ein Test, der seine Fähigkeit demonstrieren soll, als Interkontinentalrakete zu dienen. Er ist über eine Distanz von 6.000 km erfolgreich . Ein fünfter Test wird am durchgeführt7. September 1957 zeigt seine Fähigkeit, effektiv im Weltraum aufzusteigen.
Der Designer der R-7-Rakete, Sergei Korolev , verfolgt seit Beginn seiner Arbeit das Ziel, Geräte in den Weltraum zu bringen. Mit dem R-7 verfügt er über eine Maschine, die eine Ladung von mehreren Tonnen in die Umlaufbahn bringen kann. Aber um einen Satelliten ins All zu bringen, muss Korolev sowohl Parteimitglieder als auch das Militär überzeugen, die skeptisch sind. Korolevs Ziel ist rein wissenschaftlich, aber um eine Einigung zu erzielen, findet er Argumente, die dem Militär (hohe Nutzlast und große Reichweite) und den Politikern (Propaganda des technischen Erfolgs der Sowjets gegen die Vereinigten Staaten) gefallen könnten, sogar strategisch (Entwicklung von Spionagesatelliten). Die Verwendung der R-7-Rakete als Weltraumwerfer wird von Sergei Korolev dem Ersten Sekretär der Kommunistischen Partei, Nikita Chruschtschow , während einer Inspektion in vorgeschlagenJanuar 1956. Korolev schlug vor, einen wissenschaftlichen Satelliten namens Objekt D zu senden . Dieses zu ehrgeizige Projekt verzögerte sich und die Entwicklung einer kleinen Maschine wurde ein Jahr später beschlossen. Nach dem ersten erfolgreichen Flug der Rakete erhielt er die Genehmigung, einen weiteren Schuss durchzuführen, um die Zuverlässigkeit der R7 zu bestätigen, aber auch einen Satelliten in die Umlaufbahn zu bringen. Korolev, der den Fortschritt der Arbeit amerikanischer Ingenieure verfolgt, beschließt, Zeit zu sparen. Die ursprünglich geplante Nutzlast wird aufgegeben (sie wird im Rahmen der Sputnik 3- Mission gestartet ), um Platz für einen kleinen Satelliten mit minimaler Masse und wissenschaftlicher Ausrüstung zu machen: einen Funksender, der nur einige Tage lang hörbare Signale um die Erde senden kann.
Es ist also die 4. Oktober 1957Vom Kosmodrom Baikonur in Kasachstan aus startet die erste R7-Semiorka-Rakete in ihrer Verkleidung erfolgreich den Satelliten Sputnik 1 . Es war eine kaum modifizierte Version der Interkontinentalrakete: Der Satellit und eine kleine Verkleidung ersetzen den riesigen Atomsprengkopf und seinen atmosphärischen Schild. Aufbauend auf diesem Erfolg forderte Chruschtschow kaum einen Monat nach dem ersten den Start eines weiteren Satelliten. Korolev und seine Teams arbeiten daran, ein Tier an Bord von Sputnik 2 zu starten . Der nächste Schuss, der3. November 1957Es folgt ein neuer Erfolg, der 15. Mai 1958, aus Sputnik 3 .
Die R-7-Rakete ist vom Typ „eineinhalb Stufen“ mit einem zentralen Körper und vier Booster-Boostern. Jedes Element hat einen Motor mit vier Brennkammern: RD-107 für die Beschleuniger und RD-108 für den Zentralkörper. Der RD-107/108 umfasst eine einzelne Turbopumpe verantwortlich für die Versorgung des Motors mit Treibladungspulver und vier Brennkammer / Düse - Baugruppen , deren Einheit Schub nicht überschreitet nicht das ein V-2 (250 k N ) und der die Sowjetunion, wie die Amerikaner, hatte weitgehend übernahm die Technologie. Die Vernier - Motoren sind jeden RD-107 / RD108 für die Steuerung in der verbundene Rolle (vier auf der mittleren Etage, zwei auf jedem Beschleuniger). Die Rakete ist 30 Meter hoch bei einem Gewicht von 267 Tonnen, die Seitenverstärker sind 20 Meter hoch und haben einen Durchmesser von 2,6 Tonnen. Ihre Nutzlast erreicht 5,3 bis 5,5 t .
Mit einer Reichweite von 8.000 km war die erste Version der R-7-Rakete nicht in der Lage, wichtige Ziele in den USA vom Standort Baikonur aus zu treffen. StartJuli 1958Sowjetische Beamte beschließen, eine Version der Rakete zu entwickeln, deren Reichweite leicht auf 9.500 km verbessert wird. Es heißt R-7A. In Plesetsk , viel weiter nördlich als in Baikonur , wurden vier Startrampen gebaut , um amerikanische Ziele zu erreichen. Der Erstflug dieser Version findet in stattDezember 1959. Der Kalte Krieg war in vollem Gange und die neue Rakete wurde einige Tage später für einsatzbereit erklärt, ohne auf das Ende der Testflüge zu warten. Es fanden acht Testflüge statt, von denen nur vier erfolgreich waren. Tests zeigen, dass die Rakete die 9.500 km entfernte Halbinsel Kamtschatka erreichen kann. Die vier in Plesetsk installierten Raketen sollten New York , Washington , Los Angeles und Chicago treffen . Während der Kubakrise (11. September- -21. November 1962) Da die Welt kurz vor einem nuklearen Konflikt steht, ist die mit Atomsprengköpfen bewaffnete LC-41-Schusspunktrakete in höchster Alarmbereitschaft und bereit, die Vereinigten Staaten mit einer Frist von 8 bis 12 Stunden zu treffen.
Die erste Version der R-7-Rakete, die in 26 Einheiten gebaut wurde, wurde nie als Waffe eingesetzt, sondern für Flugtests und für die ersten Raumflüge verwendet. Nur die in 28 Einheiten produzierte R-7A-Version wurde tatsächlich von den sowjetischen Streitkräften eingesetzt. Als Rakete war die R-7 ein Versager: Die Handhabung von flüssigem Sauerstoff erforderte zu lange Vorbereitungszeiten, sie war aufgrund der Fortschritte bei der Miniaturisierung von Atombomben überdimensioniert und sie war Gegenangriffen ausgesetzt, weil sie aufgrund ihrer Größe hergestellt wurde unmöglich, es von einem Silo aus zu starten . Es wurde schnell von viel kompakteren Raketentreibstoffen abgelagert, die lagerfähige Flüssigkeiten enthielten. Es blieb nur von 1960 bis 1967 bei den strategischen Raketentruppen im Einsatz .
Land | UdSSR | USA | |||
Rakete | R-7 | R-16 | R-9 | Atlas | Titan I. |
Baumeister | OKB-1 ( Sergei Korolev ) | OKB-586 ( Mikhail Yanguel ) | OKB-1 (Korolev) | Convair | Glenn L. Martin |
Beginn der Entwicklung | 1954 | 1956 | 1959 | 1954 | 1958 |
Inbetriebnahme | 1959 | 1961 | 1964 | 1959 | 1962 |
Rückzug | 1961 | 1976 | 1976 | 1964 | 1965 |
Reichweite (km) | 8500 | 11000 | 12500 | 10.000 | |
Orientierungshilfe | Radio und Trägheit | Trägheit | Radio und Trägheit | Radio und Trägheit | Radio und Trägheit |
Genauigkeit (km) | 10 | 4.3 | 8–10 | n / a | <1,8 |
Messe beim Start | 280 | 141 | 80 | 118 | 103 |
Fußböden | 1.5 | 2 | 2 | 1.5 | 2 |
Ergole | Kerosin / flüssiger Sauerstoff (LOX) | UDMH / Salpetersäure | Kerosin / LOX | Kerosin / LOX | Kerosin / LOX |
Starten | Kein Schießen | Kein Brennen / Silo | Kein Brennen / Silo | Kein Schießen / Bunker / Silo | Silo |
Vorbereitungszeit | ca. 24 h | zehn Minuten | 20 Minuten | 15–20 Minuten | 15–20 Minuten |
Dauer der Alarmbereitschaft | 30 Tage | 1 Jahr | 5 Jahre | ||
Explosive Ladeleistung ( MT ) | 3–5 | 3–6 | 5 | 1.44 | 3,75 |
Anzahl der eingesetzten Raketen | 6 | 186 | 23 | 30 | 54 |
Wie alle Interkontinentalraketen der ersten Generation brachte die R-7-Rakete viele Trägerraketen hervor , die eine zentrale Rolle im sowjetischen und späteren russischen Raumfahrtprogramm spielten. Sie unterscheiden sich nur in ihren oberen Stadien: Der Teil, der von der R-7-Rakete geerbt wurde, blieb 2019 praktisch unverändert. Diese Raketenfamilie unterscheidet sich darin von den amerikanischen Trägerraketen, die ebenfalls eine lange Karriere hinter sich haben, aber umfassend überarbeitet wurden, um an der Macht zu gewinnen. Die aus der Semiorka stammenden Trägerraketen haben insbesondere im bemannten Raumfahrtprogramm eine zentrale Rolle gespielt, da sie (2019) allein dafür verantwortlich sind, die Besatzungen in die Umlaufbahn zu bringen, eine Übung, die nahezu perfekte Zuverlässigkeit erfordert. Von 1957 bis 2009 waren von 1.749 R-7-Schüssen 1.673 erfolgreich, was einer Quote von 96% entspricht.
Alle Stufen verwenden die Kombination von Kerosin / flüssigen Sauerstofftreibmitteln. Seit 1991 sind nur noch Sojus und Molnien beschäftigt. Die verschiedenen unten aufgeführten Versionen haben verschiedene Verbesserungen erfahren, insbesondere auf dem Gebiet der Elektronik, das große Fortschritte gemacht hat. Trotzdem blieb das Grunddesign des Launchers unverändert. Anstelle von Kerosin verwendeten einige Versionen einen synthetischen Kraftstoff namens Syntin , der die Leistung leicht verbessert.
Die Sojus-Version ist aufgrund ihrer Verwendung in bemannten Programmen ( Saliout , ASTP , Mir und ISS ) die bekannteste. Aus diesem Grund wird der Name "Sojus" eher für die ganze Familie verwendet. Die neuen kommerziellen Versionen, die mit einer dritten Stufe ausgestattet sind und für geostationäre Starts (von Kourou ) vorgesehen sind, werden auch Sojus genannt, während ihre Rolle sie eher mit Molnia in Verbindung bringt.
Die Semiorka ist nach mehreren Verbesserungen und trotz des Alters ihres ursprünglichen Designs immer noch in Betrieb und bleibt eine der zuverlässigsten Raketen der Welt. Eine neue Version, die 2-1a oder Sojus 2, wurde erfolgreich am gestartet8. November 2004. Es ist diese Version , die von der CSG, die verwendet wurde , guyanische Space Center seit 2011 . Tatsächlich kommt diese Europa-Russland-Zusammenarbeit weiter zustande21. Oktober 2011 : Die russische Sojus-Rakete bringt die ersten beiden Satelliten von Galileo , einem europäischen Projekt, das mit dem amerikanischen GPS konkurriert, während ihres ersten Starts vom Guyanese Space Center (CSG) im benachbarten Kourou in die Umlaufbahn . Sojus wird in der Lage sein, die Verkleidung der europäischen Ariane 4- Rakete zu erhalten , was die kommerzielle Wettbewerbsfähigkeit des Trägers verbessern sollte, da diese Verkleidung geräumiger und leichter ist als die des derzeitigen Sojus, und die Satellitenhersteller sind damit vertraut und bieten entworfene Plattformen an für sie.