Советская ракетная техника - Soviet rocketry

РД-107 ракетный двигатель (первый полет 1957 г.)

Советская ракетная техника охватила всю историю Советский союз (1922–1991). Ракета ученые и инженеры внесли свой вклад в разработку ракетных и реактивный двигатель двигательные установки, которые впервые использовались для артиллерия а позже для самолет истребитель, бомбардировщики, баллистические ракеты, и исследование космоса. Прогресс был значительно увеличен за счет обратного проектирования Немецкий технологии, захваченные движущимися на запад войсками в последние дни Вторая Мировая Война и последующий период.

Жидкое топливо: ранний вклад

Константин Циолковский (в 1930 г.)

Традиционно российские военные использовали в ракетах только твердое топливо (обычно черный порошок ). Россия начала заниматься ракетной техникой в ​​1903 году, когда Константин Циолковский опубликовал статью о жидкостные ракеты (ЖРД).[1] Хотя идея ракет восходит к 1600-м годам, усилиями Циолковского были достигнуты значительные успехи в использовании жидкого топлива. Его работа бросила вызов традиционному мышлению и вызвала революцию в науке, которая охватила новые идеи в области ракетных технологий.[1]

Члены GIRD. Слева направо: стоя И. Фортиков, Ю.А. Победоносцев, Заботин; сидят: А. Левицкий, Надежда Сумарокова, Сергей Королев, Б.И. Чарановский, Фридрих Цандер.

Одним из первых лидеров в разработке отечественных ракетных двигателей был Фридрих Цандер, энтузиаст космических полетов немецкого происхождения. Зандер был руководителем группы исследователей ракет под названием GIRD, русское сокращение от «Группы по исследованию реактивного движения», которое было создано в 1931 году. Зандер, который боготворил Циолковского и немецкого ученого-ракетолога Герман Оберт, руководил разработкой первой в России ракеты на жидком топливе, GIRD 10. Ракета была успешно запущена в 1933 году и достигла высоты 1300 футов (400 м), но Цандер умер до того, как состоялись испытания.[2]

Две исследовательские группы сыграли исключительно важную роль в раннем развитии советской Холодная война -эра реактивный двигатель: Ленинград Лаборатория газовой динамики (ГДЛ) и Группа исследований реактивного движения (GIRD). Из-за схожих целей и параллельного существования между GDL и GIRD было некоторое совпадение, и в конечном итоге эти две организации были объединены. В целом, однако, в то время как GDL в основном занималась разработкой ракетных двигателей, GIRD занималась инженерным проектированием, строительством и испытаниями корабля, который будет приводиться в действие двигателями, разработанными GDL.[3]

GDL была сформирована в 1928 году, первоначально она была сосредоточена в первую очередь на разработке твердотопливных ракет для военного использования, таких как зенитное и противотанковое оружие, хотя в мае 1929 года она расширилась и на жидкостные ракетные двигатели. разработан для использования в качестве двигателей самолетов вместо обычной артиллерии. В первую очередь благодаря работе GDL были разработаны ракетные двигатели серии OR и ORM, которые стали основой первых российских реактивных разработок.[4]

GIRD начинался как Секция реактивных двигателей более крупной организации гражданской обороны, известной как Общество содействия обороне и развитию авиации; Роль GIRD заключалась в предоставлении практических технологий реактивных двигателей для использования в военных авиалайнерах. Хотя отделения GIRD были созданы в крупных городах по всему Советскому Союзу, двумя наиболее активными отделениями были отделения в Москва (МосГИРД, образован в январе 1931 г.) и в Ленинграде (ЛенГИРД, образован в ноябре 1931 г.).[5]МосГИРД занимался разработкой космических исследований, жидкостных ракет, ракетной конструкции применительно к самолетам и строительством сверхзвуковой аэродинамической трубы (использованной для аэродинамических испытаний созданного ими самолета), тогда как ЛенГИРД разработал твердотопливный ракеты, используемые для фотографирования верхних слоев атмосферы, нести ракет и зондирования атмосферы.[6]

Первые пионеры в этой области начали утверждать, что жидкое топливо более мощное, чем твердое.[7] Некоторыми из первых видов топлива, которые использовали эти ученые, были кислород, спирт, метан, водород или их комбинации.[7] Между исследователями этих институтов развернулось ожесточенное соперничество.[1]

Для получения максимальной военной выгоды начальник штаба Красной Армии маршал Михаил Тухаческий объединил ГИРД с ГДЛ для изучения обоих видов топлива. Новой группе было присвоено обозначение РНИИ.[1] Перед слиянием GDL проводила испытания жидкого топлива и использовала азотную кислоту, в то время как GIRD использовала жидкий кислород.[1] Блестящий, хотя и часто конфронтационный Сергей Королев, возглавил GIRD, когда он слился с РНИИ, и первоначально он был заместителем директора РНИИ. Начальником Королева был упертый человек из ВКЛ по фамилии Клейменов. Ожесточенные бои замедлили темпы и качество исследований в РНИИ, но, несмотря на внутренние разногласия, Королев начал разрабатывать конструкции ракет с двигателями на жидком топливе. К 1932 году в РНИИ уже использовались жидкий кислород с керосин как охлаждающая жидкость, а также азотная кислота и углеводород.[7] К 1933 году Советы успешно разработали GIRD 09. Двигатель был испытан на планере, который достиг максимальной высоты 1300 футов (400 м), прежде чем его тяговая камера вышла из строя.[7]

Применения в ранних самолетах

Сергей Королев (около 1937 г.)

В молодости Сергей Королев (1907–1966) всегда увлекался авиацией. В колледже его увлечение ракетной техникой и космическими путешествиями росло. Он стал одним из важнейших ракетных инженеров советской авиационной техники и стал «главным конструктором» советской космической программы.[8] Сергей Королев был жизненно важным членом GIRD, а затем возглавил советскую космическую программу. Королев сыграет решающую роль в запуске Спутник в 1957 г. и миссия, поставившая Юрий Гагарин в космосе в 1961 году.

На ранних этапах развития советской ракетостроения Королев, инициировавший программу в Москве, назвал Группу по изучению реактивного движения, сокращенно GIRD на русском языке. Будучи известным авиационным инженером и директором GIRD, он и его коллеги были горячими сторонниками гонки России в космосе, и их внимание было направлено на использование жидкого ракетного топлива для вывода своих ракет в атмосферу.[1]

В 1931 году Королев пришел к Цандеру с эскизным проектом ракетный самолет называется РП-1.[2] По сути, это был планер, оснащенный одним из ракетных двигателей GDL, OR-2. OR-2 был ракетным двигателем, работающим на бензине и жидком кислороде, и имел тягу в 500 ньютонов (110 фунтовж). В мае 1932 года, примерно за год до смерти Зандера, Королев стал директором ГИРД. На этом этапе он продолжил разработку своего дизайна для RP-1, обновленной версии под названием RP-2 и еще одного корабля, который он назвал RP-218. План RP-218 предусматривал создание двухместного реактивного самолета с герметичной кабиной, убирающимся шасси и оборудованием для высотных исследований. Однако этот проект так и не был реализован, потому что в то время не было достаточно мощной и легкой ракеты, чтобы сделать RP-218 практичным.[2]

В сентябре 1933 г. ГИРД был объединен с Лабораторией газовой динамики, и конгломерат получил название «Ракетный научно-исследовательский институт». Когда два института объединились, они объединили двух самых выдающихся и успешных инженеров в истории советской ракетной техники. Королев объединился с двигателем Валентин Глушко и вместе они преуспели в ракетной промышленности, опередив Советский Союз в космической гонке над Соединенными Штатами. Вместо того, чтобы преследовать РП-218, в 1935 году Королев и РН II приступили к разработке простого деревянного двухместного планера СК-9, который должен был использоваться для испытаний ракетных двигателей.[9] Заднее сиденье заменили на баки с керосином и азотной кислотой, а в фюзеляже установили ракетный двигатель ОР-2. Получившийся самолет получил обозначение РП-318. RP-318 неоднократно испытывался с установленным двигателем и был признан готовым к испытательным полетам в апреле 1938 года, но разработка самолета была остановлена, когда Иосиф Сталин провели чистку РН II, казнили директора и главного инженера и посадили Королева на золотые прииски Колымы на 10 лет.[10] Несмотря на все его достижения, личность Королева фактически оставалась советской тайной вплоть до его смерти в 1966 году.[8] Параллельно с этим Глушко постигла аналогичная участь: он был приговорен к восьми годам лишения свободы, но вместе с другими арестованными учеными работал над различными проектами самолетов.

Вторая Мировая Война

Советы начали перепроектировать камеры тяги своих ракетных двигателей, а также исследовать более совершенные системы зажигания. Эти исследования получали все больше внимания и финансирования, поскольку Европа начала эскалацию в хаосе мира. Вторая Мировая Война. В советской ракетной программе двигатели с двухступенчатым зажиганием и регулируемой тягой были разработаны почти за два года до того, как Германия выпустила их Я 163.[7] Однако советский двигатель находился только на планерах для испытаний и не был доступен для полетов на полной мощности. Тяга двигателя была слишком низкой, а повышение давления приводило к системным сбоям.

К концу 1938 года возобновились работы над РП-318 на N II-3, что было новым названием Ракетного научно-исследовательского института. Самолет был отремонтирован и модифицирован с добавлением нового, более мощного двигателя взамен ОР-2. Новый двигатель (ORM-65) изначально был разработан для использования в крылатой ракете с однократным пуском, но был адаптирован для использования в многоцелевом самолете.[11] Для сравнения с OR-2 новый ORM-65 мог производить переменную тягу от 700 до 1400 ньютонов (от 160 до 310 фунтов).ж). После обширных испытаний 28 февраля 1940 г. RP-318-1 успешно прошел испытания в полном режиме; Корабль достиг скорости 90 миль в час (140 км / ч), достиг высоты 1,8 мили (2,9 км) за 110 секунд работы и был благополучно приземлился, когда закончилось топливо. Хотя это было знаменательным событием в развитии российских реактивных самолетов, дальнейшие планы по усовершенствованию этого самолета были отложены, и когда немецкая армия подошла к Москве в августе 1941 года, RP-318-1 был сожжен, чтобы защитить его от немцев.[12]

Михаил Тихонравов (в 1925 г.)

Немецкое вторжение в Россию летом 1941 года вызвало у Советов острую необходимость разработки практических самолетов с ракетными двигателями. В обычных военно-воздушных силах России преобладали Люфтваффе Множество их самолетов были сбиты отдельными немецкими истребителями.[2] Русским требовалось более совершенное оружие, чтобы противостоять немецким военно-воздушным силам, и они смотрели на ракетные перехватчики как на решение своей дилеммы. Весной 1941 года Андрей Костиков (новый директор N II-3, ранее RN II) и Михаил Тихонравов приступили к проектированию нового ракетного перехватчика Костиков 302.

Костиков 302 стал первым российским ракетным самолетом, который имел бы много общих черт с современными истребителями. Он был построен из дерева с добавлением алюминия, но имел герметичную кабину и убирающееся шасси. Другой ключевой особенностью Kostikov 302 было то, что он был оснащен гидравлическими приводами, что позволяло пилоту управлять самолетом с большей легкостью. Эти приводы, фактически эквивалентные усилителю рулевого управления в автомобиле, значительно уменьшили количество силы, которую пилоты должны были применять для управления самолетом. Из-за продолжающейся войны с Германией российские официальные лица стремились как можно быстрее сделать самолет Костикова функциональным военным активом. Это повлекло за собой оснащение его бронестеклом, бронированными пластинами, несколькими 20-мм пушками и возможностью установки боевой нагрузки в виде ракет или бомб под крыльями. Хотя у него была ограниченная дальность действия, этот самолет стал полезным инструментом для коротких вылазок, таких как перехват вражеских самолетов. Однако к 1944 году 302 не смог удовлетворить требования Костикова, отчасти потому, что технология двигателей не успевала за развитием самолета.[13]

В 1942 году исследовательские группы совершили важный прорыв: наконец-то создали испытанный и боеспособный ракетный двигатель D-7-A-1100. При этом использовалось жидкое топливо керосин с азотная кислота окислитель. Однако нацистское вторжение заставило советское высшее командование сосредоточиться на других вопросах, и двигатель никогда не производился для использования.[7]

Немецкое влияние

Ракета Фау-2 в полете во время Операция Backfire (Октябрь 1945 г.)
Советский Р-1 на авианосце Видаль (1948 г.)

К 1944 г. нацистская Германия рушился под войной на два фронта. И американские, и советские войска боролись за немецкие ракетные объекты. Уже в августе 1944 года Советская армия захватила снесенный немецкий полигон в г. Дембице, Польша, и обнаружены обломки демонтированных ракет Фау-2 и остатки стартовых площадок, что позволило собрать основные технические данные немецкой ракетной программы. Советская армия оккупировала Пенемюнде 5 мая 1945 года, когда все немецкие операции были прекращены в начале февраля 1945 года и перенесены в район вокруг Nordhausen с Mittelwerk для серийного производства Фау-2. Понимая важность их захвата, Советы немедленно приступили к спасению и ремонту испытательных стендов в Пенемюнде. В рамках оккупации Пенемюнде Советы получили Ракета Фау-2 платформы, некоторые концептуальные исследования А-9 / А-10 ракеты океанского хребта, Rheinbote ракета-носитель малой дальности, а R4M ракета класса "воздух-воздух", называемая Orkan немцами. Это несколько известных платформ, захваченных в основном неповрежденными и работоспособными.

Советы начали операцию, эквивалентную Операция Скрепка чтобы поймать немецких ученых. Они пропустили Вернер фон Браун исследовательская группа, добровольно сдавшаяся армии США 2 мая 1945 года, и большинство ученых Пенемюнде, которые предпочли работать на британской или американской стороне. Кроме того, армия США смогла захватить и вывезти из Mittelwerk более 100 готовых V2 и собранных компонентов вместе со всеми соответствующими документами для проектирования и производства, прежде чем они передали его Советской армии к июлю 1945 года. как было согласовано ранее во время Ялтинская конференция. Как единственный опытный ученый-ракетчик, по мнению Советов, Хельмут Грёттруп[14], начальник группы разработки систем управления Фау-2 с 1941 г., для создания Institut Gröttrup в Блайхероде, а также наняли больше немецких ученых, чтобы построить Institut Rabe для реконструкции Фау-2 и другого немецкого оружия.[15] В начале 1946 года Греттруп был назначен генеральным директором Institut Nordhausen который увеличился до 5500 человек для восстановления документации V-2 и полного производства компонентов V-2 до октября 1946 года.[16] После выполнения этой задачи отобранная группа примерно из 160 ученых была насильно переселена в СССР, чтобы остаться на острове Городомля в рамках проекта. Операция Осоавиахим 22 октября 1946 года вместе с более чем 2000 других немецких экспертов в другие места и другие отрасли для обеспечения и завершения передачи знаний о немецких технологиях.[17][18] Королев был назначен главным инженером советских специалистов, делегированных в Институт Нордхаузена, а Глушко руководил группой по восстановлению двигателя Фау-2 и его испытаниями.

Еще одним важным фактором в развитии современной российской авиации были технологии, полученные от немцев после окончания Второй мировой войны. Поскольку большинство держав Оси были не в состоянии выплатить миллиарды долларов, которые они якобы были должны, Советы развернули «трофейные бригады», задача которых заключалась в конфискации всего оборудования, материалов и технологий, которые были бы полезны для науки. СССР.[19] Сиддики указывает, что Советский Союз получил модели нескольких реактивных истребителей, реактивных двигателей и множество технической информации, касающейся авиационного оборудования. К лету 1945 года Советский Союз контролировал 600 немецких авиационных заводов, что составляло более 50% всей аэрокосмической промышленности Германии. Фактически, Советский комиссариат авиационной промышленности (НКАП) направил российских авиационных инженеров в Германию, чтобы детально изучить конструкцию немецких самолетов: особый интерес представляли конструкция крыла, силовая установка ракет и электронные системы.[19] Немецкая экспертиза о реактивная тяга сыграл значительную роль в развитии советских реактивных самолетов и космических кораблей с ракетными двигателями. Генерал-майор Николай Петров, возглавлявший комиссию, направленную НКАП для изучения немецких исследовательских объектов, сообщил трофейным бригадам в оккупированной Советским Союзом Германии, что в их задачу входит:

... вывоз, хранение и отправка в Москву всех немецких экспериментальных самолетов и двигателей всех типов; авиационное оборудование, комплектующие и все материалы, связанные с их проектированием и производством; материалы научных исследований; лабораторные установки; аэродинамические трубы; приборостроение; библиотеки; и научные архивы. Комиссия должна работать на месте сразу после захвата советскими войсками соответствующих населенных пунктов, научных центров и промышленных районов Германии.[19]

К октябрю 1948 года Советский Союз построил копию Фау-2, получившую название R-1, и успешно запустил его на Капустин Яр. С 1947 до конца 1950 года немецкая команда разрабатывала концепции и усовершенствования для увеличения полезной нагрузки и дальности полета в рамках проектов G-1, G-2 и G-4.[20] Немецкая группа должна была оставаться на острове Городомля вплоть до 1952 и 1953 годов. Параллельно советские работы были сосредоточены на более крупных ракетах, таких как R-2 и R-5 под Дмитрий Устинов и Сергей Королев, основанный на дальнейшем развитии технологии V-2 с использованием идей немецких концептуальных разработок.[21] Детали советских достижений были неизвестны немецкой команде и полностью недооценивались западной разведкой до ноября 1957 г. Спутник 1 спутник был успешно выведен на орбиту Спутник ракета на базе R-7, первый в мире межконтинентальная баллистическая ракета.[22]

Первая советская баллистическая ракета с хранимым топливом была разработана в Германии. Wasserfall ракета земля-воздух (ЗРК) ОКБ Королева. Это называлось Ракета Р-11.[23] К 1955 году Р-11 находился в эксплуатации, имел дальность полета 270 км и двигатель тягой 8300 кгс. Эта система стала основой для Подводные баллистические ракеты (БРПЛ). Однако это приложение потребовало замены топлива с наземного топлива из азотной кислоты с керосином на фактическое топливо V-2 с использованием графитовой газовой струи.[24]:735–740

Достижения в военных системах

В ходе холодной войны Советский Союз разработал около 500 ракетных платформ с ЖРД. В 1982 году Советы начали испытания РД-170. Эта ракета, приводимая в движение азотной кислотой и керосином, была способна производить большую тягу, чем любой другой доступный двигатель. РД-170 имел 4 регулируемых подруливающих устройства с ступенчатое горение. У двигателя возникли первые технические проблемы, и он был серьезно поврежден, поскольку его останавливали поэтапно. Чтобы исправить это, советским инженерам пришлось снизить его тяговооруженность. Официальные летные испытания двигателя прошли в 1985 году.[7]

Потребность в мобильных ядерных силах стала расти по мере обострения холодной войны в начале 1950-х годов. Идея тактического ядерного оружия морского базирования начала укрепляться. К 1950 году в СССР были разработаны баллистические ракеты подводных лодок. Эти ракеты были многоступенчатыми, но из-за нехватки топлива их нельзя было запускать из-под воды. Первоначальный ракетный комплекс использовал вооружение наземного базирования. СССР - единственная известная страна, использующая двигатели на ЖРД для своих БРПЛ.

Ракетная установка "Катюша" в действии.

Помимо ядерной составляющей ракет с ракетным двигателем, советские ученые стремились использовать эту технологию для других систем оружия. Уже в 1938 году Советы были способны использовать ракеты в противопехотных целях. Эта технология была отточена Катюша Ракета широко использовался против нацистов во время немецкого вторжения.[1] Во время Второй мировой войны не было никаких записей о производстве или проектировании оружия на жидком топливе.[24]:738 С 1958 по 1962 годы Советы исследовали и разработали реактивные зенитные ракетные комплексы ЖРД. В этих ракетах в основном использовалась азотная кислота в соотношении гиперголический амин для топлива.[7]

Андрей Туполев

Бомбардировщик Туполев Ту-16, первый советский реактивный бомбардировщик.

Андрей Туполев был ведущим авиаконструктором Советской России. Туполев был частью компании, специализирующейся на производстве цельнометаллических военных самолетов. Туполев набрал и сформировал ЦАГИ который был Советским авиационным научно-исследовательским институтом. С 1920-х по 1937 год Туполев и его группа работали над проектированием и производством советских самолетов. В 1937 году Туполев был арестован Сталиным во время Великая чистка. Находясь в тюрьме Бульшево в Москве, Туполев был завербован НКВД для управления ЦКБ-29. Эта организация использовала политических заключенных для производства самолетов для Советского государства. Находясь в тюрьме, Туполев начал заниматься разработкой бомбардировщика и изготовил Ту-2 который стал первым советским бомбардировщиком во время Второй мировой войны.[25]

После Второй мировой войны Туполеву поручили работать над реверс-инжинирингом мусора в США. Бомбардировщики В-29. Из своей работы он произвел Ту-4. По мере того как холодная война начала обретать форму, акцент стал смещаться в сторону скорости самолетов. К 1950 году группа Туполева выпустила первый в СССР турбовинтовой двигатель. Ту-95. Производство и разработка быстро развивались, и к 1952 году Туполев выпустил первый советский реактивный бомбардировщик. Ту-16. В Ту-22 быстро последовал за двухмоторным реактивным бомбардировщиком. Группа Туполева превратилась в гражданский реактивный самолет до его смерти в 1972 году.[25]

Павел Сухой

Павел Сухой был старшим дизайнером в Центральный аэрогидродинамический институт в Москве. Эта конструкторская группа находилась в ведении Туполевского ЦАГИ. В 1939 году Москва приказала Сухому возглавить новую научно-исследовательскую группу под названием ОКБ. Эта организация была основана в Харьков, Украина. Эта новая организация под руководством Сухого приступила к исследованиям и проектированию круглых штурмовиков. Первым из них был Су-6. Атака нацистского вторжения прервала разработку истребителей ОКБ. После окончания Второй мировой войны Сталин приказал Сухому начать исследования реактивных самолетов.[26] Проблемы ранней разработки в сочетании с политическими предрассудками обрекли первый советский реактивный истребитель Су-9, и никогда не производился. Сталин считал, что проекты группы слишком близки к трофейным немецким реактивным самолетам. В результате КБ было закрыто и переведено обратно в отделение Туполева в Москве.[26]

Удача Сухому снова изменилась в 1953 году, когда умер Сталин. Новое правительство разрешило ему создать еще одну независимую конструкторскую группу реактивных истребителей. К 1954 году группа получила название ОКБ-51, которое и по сей день остается активной исследовательской группой. Начало 1950-х и 1960-х годов принесли огромные результаты в виде Су-7 и треугольное крыло Су-9. Эти два истребителя были индивидуально обновлены с использованием новых технологий, чтобы впоследствии стать Су-11 и Су-15 истребитель-перехватчик. После его смерти в 1975 году имя Павла Сухого было добавлено к названию бюро в знак признания его заслуг.[26]

Разработка самолета МиГ

Истребитель МиГ-17

Одним из лучших реактивных истребителей, которые Россия использовала на протяжении всей холодной войны, был МиГ. В статье Britannica Academic Сиддики объясняет, что в 1939 году Иосиф Сталин призвал к созданию нового реактивного самолета для российских военных. Разработчиками нового истребителя выбрали Артема И. Микояна и Михаила И. Гуревича; аббревиатура МиГ - это союз фамилий этих людей. Первым созданным ими самолетом стал И-200. И-200 представлял собой одномоторный реактивный самолет, предназначенный для работы на больших высотах и ​​с большой скоростью для перехвата бомбардировщиков противника. Этот самолет впервые поднялся в воздух в 1940 году (всего через год после заявления Сталина), позже его переименовали в МиГ-1. Позже улучшенный МиГ-3 был разработан, и к 1942 году команда Микояна и Гуревича была преобразована в самостоятельное конструкторское бюро, неофициально известное как МиГ, но формально как ОКБ-155 (что в переводе с русского означает «Опытное конструкторское бюро»).[27]

На протяжении холодной войны ОКБ-155 выпускало одни из самых важных реактивных самолетов России. По словам Сиддики, техническая информация, захваченная из побежденной Германии, сыграла существенную роль в выпуске ОКБ-155 первого в СССР реактивного истребителя. МиГ-9, в 1946 году. Другие известные самолеты, разработанные и произведенные этой группой, включают МиГ-15, то МиГ-17, то МиГ-19, то МиГ-21, то МиГ-23, а МиГ-25. От МиГ-15 до МиГ-21 производились с середины 1940-х до второй половины 1950-х годов. МиГ-23 и МиГ-25 не разрабатывались до 1960-х годов. Каждый из этих самолетов предлагал советским военным уникальные возможности. МиГ-15 использовался в основном против американских войск во время Корейской войны и оказался весьма успешным. МиГ-17, −19 и −21 продолжали совершенствовать эту конструкцию, поскольку каждая модель постепенно развивалась; МиГ-19 стал первым в России сверхзвуковым реактивным двигателем, произведенным в промышленных масштабах, а МиГ-21 развивал скорость, превышающую Мах 2. Наконец, МиГ-23 был первым в Советском Союзе истребителем с крылом изменяемой стреловидности, а МиГ-25 стал первым в России реактивным самолетом, способным развивать скорость 3 Маха.[27]

Наступает космическая эра

Спутник I, первый искусственный спутник Земли

Спутник 1 был первым когда-либо запущенным искусственным спутником Земли. 4 октября 1957 года СССР запустил на орбиту Спутник-1 и получил с него передачи.[28] Спутник-1 был разработан как предшественник для множества спутниковых миссий. Технология постоянно обновлялась по мере увеличения веса спутников. Первый заметный сбой произошел во время Спутник 4, беспилотный тест Капсула Восток. Неисправность системы наведения направила капсулу в неправильном направлении для выхода из орбиты двигателя, отправив ее вместо этого на более высокую орбиту, что разложившийся примерно четыре месяца спустя.[29] За успехом "Спутника-1" в следующие два года было запущено 175 метеорологических ракет. Всего было десять Спутник спутники запущены.

Советская космическая программа привела к многочисленным достижениям, таким как Спутник 1[30]. Однако до создания спутникового зонда необходимо было разработать технологию, чтобы обеспечить успех спутника. Чтобы зонд успешно работал в космосе, необходимо было разработать механизм, позволяющий вывести объект за пределы атмосферы Земли. Двигательная установка, которая использовалась для отправки Спутника-1 в космос, получила название R-7. Конструкция Р-7 также была уникальной для своего времени и позволила запустить «Спутник-1» успешно. Одним из ключевых аспектов был тип топлива, используемого для запуска ракеты. Основным компонентом топлива было UDMH[31] которые в сочетании с другими соединениями давали топливо, которое было одновременно мощным и стабильным при определенных температурах.

Возможность запускать спутники пришла из советского межконтинентальная баллистическая ракета (МБР) арсенал, используя РД-107 двигатель для Ракета-носитель Восток. Первый вариант «Востока» имел 1 базовый двигатель и 4 навесных двигателя. Все двигатели обладали управляемой тягой. Первоначальный «Восток» работал на жидком кислороде и керосине. Всего было 20 двигателей, каждый из которых был способен развивать тягу в 55 000 фунтов силы (240 кН).[32] Двигатель «Восток» был первой настоящей советской конструкцией. Техническое название - РД-107, а позже - РД-108. Эти двигатели имели две камеры тяги. Первоначально они работали на монотопливе с использованием перекиси водорода. Двигатели этого семейства использовались не только на «Востоке», но и на «Востоке». Восход, Молния, и Союз ракеты-носители.[7]

К 1959 году космической программе потребовалась платформа с трехступенчатым двигателем, поэтому двигатель «Восток» был адаптирован для запуска лунных зондов. К 1963 году «Восток» был оборудован для четырехступенчатого применения. Эта платформа использовалась для первого пилотируемого полета.[33] В начале 1964 года Советы включили в свою программу ускорительных двигателей новый двигатель - РД-0110. Этот двигатель заменил РД-107 на второй ступени как в ракетах-носителях «Молния», так и в «Союзе». Эти двигатели работали на жидком кислороде с керосиновой охлаждающей жидкостью. РД-0110 имел четыре регулируемых подруливающих устройства. Этот двигатель был уникальным, потому что изначально он запускался на твердом топливе, но в полете работал на жидком кислороде.[7]

Однако это развитие создало новую проблему для советского научного сообщества. "Восток" был слишком мощным для новых спутников, пытающихся достичь низкая околоземная орбита.[требуется разъяснение ] Космическое сообщество вновь обратилось к советскому ракетному командованию. Новые системы баллистических ракет средней дальности (IBRM) предусматривали два варианта двигателей: Сандалии (1 этап) или Скин (2 этап). Обе системы были модернизированы до нового двигателя РД-111. После этих обновлений крупнейший спутник получил название Протон I спущен на воду в 1965 году.[34] Тип двигателя, который использовался для Протона I, был РД-119. Этот двигатель обеспечивал тягу почти 13,3 миллиона ньютонов (3,0 миллиона фунт-сила) и в конечном итоге использовался для выполнения работы на низкой околоземной орбите.[34]

8 декабря 1957 года глава Академии наук Советского Союза обратился к Соединенным Штатам по поводу первого искусственного спутника, запущенного 4 октября 1957 года. Он считал, что часть этого спутника упала обратно в Северную Америку. Континент. Советский Союз нуждался в помощи американцев, чтобы восстановить компоненты спутников, однако Соединенные Штаты планировали изучить спутниковые технологии, чтобы разработать свои собственные спутники и ракеты для движения и возвращения в атмосферу.[35]

С 1961-1963 года Советский Союз хотел улучшить их конструкцию. Это привело к разработке новой ракеты-носителя. Эта новая ракета получила название N-1. Эта ракета должна была стать усовершенствованной версией традиционной советской конструкции и подготовить почву для многочисленных запусков ракет. Технические характеристики ракеты также были поразительными для своего времени. Тяга, создаваемая ракетой, составляла 10-20 тонн, что позволяло вывести на орбиту 40-50-тонный спутник.[36] Человек, сыгравший решающую роль в разработке этой новой ракеты, был Сергей Королев. Он руководил разработкой ракеты и обеспечил ее успех. Разработка ракеты Н-1 стала преемницей других ракет советской конструкции, таких как R-7. Это также привело к серьезной конкуренции с ракетой-аналогом США. Сатурн V. Однако одним из ключевых различий между двумя ракетами была стадия типичного запуска. В то время как у Сатурна V было четыре этапа, у N-1 было пять этапов. Пятая ступень Н-1 использовалась для посадочной позиции. N-1 оснащался мощными двигателями, такими как НК-33, НК-43, и НК-39. Каким бы революционным ни был этот стиль дизайна, строительство шло не так гладко, как ожидалось. Столкновение идей между учеными, желающими обнародовать свою работу, и военными структурами, желающими сохранить проект как можно более секретным, вызывало задержки и временами мешало проекту продвигаться.[37] Со временем у N-1 появилось несколько конструктивных недостатков. Эти недостатки привели к многочисленным неудачным запускам из-за неисправности первого этапа его конструкции. Конец 1960-х годов принес много неудачных попыток запуска. В конце концов программа была закрыта.[38]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм Сиддики, Асиф (июль 2003 г.). «Красные блики ракет: технологии, конфликты и террор в Советском Союзе». Технологии и культура. 44 (3): 470–501. Дои:10.1353 / техн.2003.0133. JSTOR  25148158.
  2. ^ а б c d ван Пельт, п. 120
  3. ^ Стойко, п. 46
  4. ^ Стойко, стр. 43–44
  5. ^ Стойко, п. 51
  6. ^ Стойко, стр. 51–53
  7. ^ а б c d е ж грамм час я j Саттон, Джордж (ноябрь – декабрь 2003 г.). «История жидкостных ракетных двигателей в России, бывшем Советском Союзе». Журнал движения и мощности. 19 (6): 978–1007. Дои:10.2514/2.6943.
  8. ^ а б Запад, Джон (2001). "Исторические аспекты ранней советской российской пилотируемой космической программы". Журнал прикладной физиологии. 91 (4): 1501–1511. Дои:10.1152 / jappl.2001.91.4.1501. PMID  11568130.
  9. ^ ван Пельт, п. 121
  10. ^ ван Пельт, стр. 121–122
  11. ^ ван Пельт, п. 122
  12. ^ ван Пельт, п. 123
  13. ^ ван Пельт, стр. 123–125
  14. ^ "Гельмут Грёттруп". Энциклопедия Astronautica. Получено 2019-09-03.
  15. ^ Стойко, п. 71
  16. ^ Холл, Питер. "Deutsche Mitarbeiter am Institut Nordhausen" [Немецкие сотрудники в Institut Nordhausen)]. Питер Холл (на немецком). Получено 2019-09-02.
  17. ^ Стойко, стр. 71–72
  18. ^ Зак, Анатолий. «Операция» Осоавиахим"". РусскийSpaceWeb. Получено 2019-09-02.
  19. ^ а б c Сиддики, Асиф (декабрь 2004 г.). «Русские в Германии: основа послевоенной ракетной программы». Европейско-азиатские исследования. 56 (8): 1131–1156. Дои:10.1080/1465342042000308893. JSTOR  4147400.
  20. ^ "Г-4". Энциклопедия Astronautica. Получено 2019-09-02.
  21. ^ Каттер, Пол (2009-09-29). «Хельмут Гроеттруп… пленный русский, который был российским военнопленным ракетологом» (PDF; 386 kB). Пол С. Каттер. Получено 2019-05-19.
  22. ^ Мэддрелл, Пол (февраль 2006 г.). Слежка за наукой: западная разведка в разделенной Германии 1945–1961. Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0-199-26750-7.
  23. ^ «Р-11». Энциклопедия Astronautica. Получено 2019-09-02.
  24. ^ а б Черток, Б. (2004). «Влияние Германии в СССР». Acta Astronautica. 55 (3–9). Bibcode:2004AcAau..55..735C. Дои:10.1016 / j.actaastro.2004.05.025.
  25. ^ а б Сиддики, Асиф. «Туполев». Britannica Academic. Британская энциклопедия. Получено 4 апреля, 2016.
  26. ^ а б c Сиддики, Асиф. «Сухой». Britannica Academic. Британская энциклопедия. Получено 4 апреля, 2016.
  27. ^ а б Siddiqi, Asif. "MiG". Britannica Academic. Британская энциклопедия. Получено 4 апреля, 2016.
  28. ^ Stoiko, п. 79
  29. ^ Stoiko, стр. 84–87
  30. ^ Харви, Брайан. "Soviet and Russian Lunar Exploration". Springer Links Books
  31. ^ Харви, Брайан (2007). Советские и российские исследования Луны. Dublin: Praxis Publishing. стр.38 –40. Bibcode:2007srle.book.....H. ISBN  978-0-387-21896-0.
  32. ^ Stoiko, п. 93
  33. ^ Stoiko, п. 95
  34. ^ а б Stoiko, п. 97
  35. ^ Odishaw, Hugh (December 1957). "Soviet Satellite Carrier Rocket". Наука. 126 (3287): 1334–7. Bibcode:1957Sci...126.1334O. Дои:10.1126/science.126.3287.1334. JSTOR  1752752. PMID  17820092.
  36. ^ Chertok, Borris (1997). Rockets and People. Washington DC: NASA. п. 64.
  37. ^ Oreskes, Naomi (2014). Technology in the Global Cold War. Кембридж, Массачусетс: MIT Press. С. 189–193.
  38. ^ Huntress, Wesley; Marov, Mikhail (2011). Soviet Robots in The Solar System: Mission Technologies and Discoveries. Чичестер, Великобритания: Praxis Publishing. pp. 63–65. ISBN  978-1-4419-7897-4.

Цитированные источники

Библиография

  • Burgess, Colin, and Hall, Rex. The First Soviet Cosmonaut Team: Their Lives, Legacy, and Historical Impact. Berlin: Springer, 2009.
  • Chertok, B. (2004). "German Influence in USSR". Acta Astronautica. 55 (3–9): 735–740. Bibcode:2004AcAau..55..735C. Дои:10.1016/j.actaastro.2004.05.025.
  • Chertok, B. E. Rockets and People: Volume II. Washington, D.C.: NASA, 2006. Accessed April 7, 2016.
  • Chertok, Boris Evseyevich. Rockets and People: Volume IV: The Moon Race. Washington, D.C.: National Aeronautics and Space Administration, NASA History Office, Office of External Affairs, 2005.
  • Columbia Electronic Encyclopedia, 6th Edition. Вернер фон Браун. June 2015. Accessed April 8, 2016.
  • Darrin, Ann Garrison and O'Leary, Beth Laura. Handbook of Space Engineering, Archaeology, and Heritage. Boca Raton: Taylor & Francis, 2009.
  • Faure, Gunter, and Mensing, Teresa M. Introduction to Planetary Science: The Geological Perspective. Дордрехт: Спрингер, 2007.
  • "Glushko." Encyclopedia Astronautica Glushko. Web, Accessed 08 Apr. 2016.
  • Hagler, Gina. Modeling Ships and Space Craft: The Science and Art of Mastering the Oceans and Sky. Нью-Йорк: Спрингер, 2013.
  • Харви, Брайан. Russian Planetary Exploration: History, Development, Legacy, Prospects. Berlin: Springer, 2007.
  • "Konstantin Tsiolkovsky". Международный университет Флориды. Accessed 08 Apr. 2016.
  • "Konstantin Tsiolkovsky." НАСА. Accessed 08 Apr. 2016. <https://www.nasa.gov/audience/foreducators/rocketry/home/konstantin- tsiolkovsky.html >
  • Lethbridge, Cliff. "History of Rocketry Chapter 6: 1945 to the Creation of NASA." Spaceline. (2000). Accessed April 7, 2016. http://www.spaceline.org/history/6.html.
  • MSFC History Office: NASA. Biography of Wernher Von Braun. Accessed April 7, 2016.
  • O'Brien, Jason L.; Sears, Christine E. "Victor or Villain? Wernher von Braun and the Space Race". Социальные исследования. 102 (2).
  • "Sergei Korolev." Российская космическая сеть. Web, Accessed 08 Apr. 2016.
  • "Yury Alekseyevich Gagarin." Британская энциклопедия.