Roket yang paling indah

Peringatan peluncuran satelit pertama adalah pada bulan Oktober, tetapi hari ini, 15 Mei, 60 tahun yang lalu roket pertama kali diluncurkan ke langit, yang meluncurkannya ke orbit. "Tujuh" yang terkenal, yang memastikan serangkaian kemenangan Uni Soviet di ruang angkasa, yang menyenangkan seluruh dunia, merayakan hari ini yang ke-60 di "tempat kerja" - roket di pangkalan terbangnya sekarang dan akan terbang setidaknya untuk sepuluh tahun ke depan. Anda bisa berdebat lama tentang kendaraan peluncuran mana yang terbaik, tetapi, menurut saya, judul roket paling luar biasa pastilah milik keluarga R-7. Tujuh dirancang tanpa berlebihan oleh orang-orang brilian. Dan dalam desain roket Anda masih dapat menemukan hasil keputusan mereka yang cerdas, berbakat, dan terkadang paradoks.


Salah satu peluncuran pertama R-7, foto dari arsip TsENKI

Kecantikan Soviet

Kendaraan peluncuran modern bersifat pragmatis sampai bosan. Langkah-langkah silinder yang terbaik berakhir dengan tonjolan fairing nadkaliberny, dan kadang-kadang pipa yang menonjol melanggar permukaan yang datar dan rata. Terhadap latar belakang ini, "tujuh" dengan balok samping berbentuk kerucut dan tahap kedua bentuk kompleks terlihat seperti keindahan yang nyata.


Langkah-langkah kendaraan peluncuran Soyuz, foto dari buklet Kemajuan TsSKB / cosmopark.ru

Foto dengan jelas menunjukkan bahwa blok tengah (tahap kedua) di bagian atas lebih lebar daripada di bagian bawah. Selain itu, jika Anda perhatikan dengan teliti, terlihat bahwa bagian atas dari blok pusat berbentuk kerucut, dan langkah pertama mengembang dan kemudian menyempit.


Roket Vostok di VDNKh, foto oleh Sergei Arssenev / Wikimedia Commons

Jika Anda memikirkannya, blok samping juga menimbulkan pertanyaan. Selain fakta bahwa mereka berbentuk kerucut, dan, karena itu, mereka akan muat bahan bakar lebih sedikit daripada yang berbentuk silinder dengan ketinggian yang sama, banyak rudal modern tidak menggunakan blok samping sama sekali. Mengapa mereka muncul di "tujuh"?

R-7, yang menurut indeks Direktorat Rocket dan Artileri Utama, 8K71, seharusnya merupakan rudal balistik antarbenua, dan membawa bom hidrogen seberat 5,4 ton pada jarak 8240 kilometer. Desainer Soviet sudah tahu bagaimana membuat rudal satu-tahap terbang 1.200 km (R-5), tetapi perhitungan sederhana menunjukkan bahwa satu tahap tidak akan cukup untuk jangkauan dan daya dukung seperti itu. Solusi teoritis - roket multi-tahap - diusulkan pada awal abad ke-20 oleh Tsiolkovsky, tetapi implementasi praktisnya segera menimbulkan sejumlah besar masalah bagi para insinyur. Pilihan yang paling jelas, untuk menempatkan tahap kedua di atas yang pertama, berarti bahwa mesin tahap kedua harus dihidupkan pada ketinggian tinggi, dalam kondisi hampir hampa udara dan gravitasi nol. Belum ada yang tahu bagaimana mesin roket akan bertindak di sana. Oleh karena itu, diputuskan untuk menginstal langkah pertama dalam sebuah paket di sekitar paket kedua. Dalam hal ini, kelima mesin diluncurkan di Bumi, di bawah kendali listrik sistem berbasis darat, dan hanya jika semuanya dilakukan, roket tersebut terlepas dari landasan peluncuran.

Keputusan untuk membangun rudal sebagai "paket" memunculkan banyak masalah baru, karena para perancang bukannya satu misil memiliki, pada kenyataannya, lima. Para insinyur, yang terbiasa dengan roket yang berdiri bebas di landasan peluncuran, pertama-tama merancang empat meja terpisah untuk balok samping, dan akan mengangkut roket ke peluncuran dalam posisi tegak. Dan balok samping sendiri pada awalnya ingin dibuat dengan silinder setinggi 20,92 m, tetapi idenya terlihat buruk pada gambar. Konveyor itu tampak besar, rumit, dan mahal, empat meja terpisah memuat unit pusat secara tidak dapat diterima, dan, apalagi, angin kecil mengancam untuk membalikkan roket. Dan rudal tempur tidak bisa menunggu cuaca baik-baik saja. Solusi paliatif seperti membangun dinding di sekitar awal terlihat jelek dan tidak menyelesaikan masalah dengan baik. Itu perlu untuk menghasilkan sesuatu yang pada dasarnya baru.

Dalam penerbangan, gaya dari blok samping ditransmisikan ke kerangka daya dari blok pusat di bagian atasnya. Dan ide yang sangat elegan muncul untuk menggunakan elemen yang sudah ada di roket di landasan peluncuran. Rudal itu ditangguhkan di tengah sehingga pada landasan peluncuran itu mengalami banyak muatan yang hampir bertepatan dengan yang penerbangan.


Unit pemasangan blok samping dengan saku di bawah braket struktur awal, foto KIK USSR


Bracket pad peluncuran, foto KIK USSR


Roket di landasan peluncuran, foto KIK USSR

Selain itu, blok samping dibuat kerucut dan mengurangi panjangnya sebesar 1,3 m Solusi seperti itu, pertama, mengurangi persyaratan untuk kecepatan menghilangkan dukungan daya, dan kedua, dalam penerbangan, menggeser pusat tekanan kembali, memfasilitasi pengoperasian sistem kontrol.

Menggantung roket "di bawah sisi" juga memecahkan masalah beban angin - menjadi mungkin untuk menurunkan bagian ekor di bawah struktur peluncuran, menyembunyikannya dari angin dan menyingkirkan "tembok Cina" di sekitar peluncuran.


Luncurkan diagram fasilitas, gambar dari arsip KBOM

Konveyor yang tidak efisien juga dihilangkan dengan mengganti perakitan vertikal dan transportasi dengan yang horizontal. Unit instalasi menjadi ringan dan elegan.


Pemasangan kendaraan peluncuran Soyuz di fasilitas peluncuran, foto oleh Ramil Sitdikov / RIA Novosti

Gravitasi yang hilang

"Mekanisme yang paling dapat diandalkan adalah mekanisme yang tidak ada" - kata-kata ini dikaitkan dengan Vladimir Barmin, kepala perancang fasilitas peluncuran. Dan menurut pepatah ini, keluarga roket R-7 dekat dengan keandalan absolut, karena banyak tindakan dilakukan bukan oleh mekanisme khusus, tetapi dengan gravitasi jinak.

Sederhana dan dapat diandalkan hingga jenius, awal dari "tujuh" diimplementasikan. Saat memulai blok samping, traksi hamburan tidak bisa dihindari. Dalam hal ini, momen mengganggu yang besar dapat muncul, dan blok "terlambat" bisa dalam kasus terburuk jatuh dari paket. Mustahil untuk menyinkronkan engine start menggunakan sarana 50-an. Tapi mereka berhasil mengatasi masalah ini dengan baik - blok samping saat peluncuran pergi ke tahap dorongan menengah, kurang dari massa roket. Momen-momen yang mengganggu diatasi oleh peternakan fasilitas peluncuran. Jika semuanya beres, mesin unit sentral dihidupkan. Daya dorong total mesin melebihi berat roket, dan mulai naik. Ketika roket naik 49 milimeter, braket bantalan peluncuran keluar dari gunung, dan roket menemukan dirinya dalam penerbangan bebas. Dan dari tahap peralihan ke daya dorong penuh, blok samping beralih lebih sederhana dan lebih andal, yang memungkinkan ini dilakukan sudah dalam penerbangan.


Roket telah naik sedikit, dukungan sudah mulai maju, gambar diam dari video diambil oleh KIC


Animasi Peluncuran Video ESA

Dan penyangga daya dan tiang kabel dialihkan di bawah pengaruh gravitasi - mereka dilengkapi dengan penyeimbang yang besar dan berat.


Counterweight - silinder kuning, foto Roscosmos

Pemisahan blok samping juga dibuat hanya untuk jenius. Sebelum pemisahan, mesin blok samping diaktifkan untuk mengurangi traksi, dan mesin kemudi dimatikan. Kemudian ikatan kekuatan yang lebih rendah di ekor roket pecah.


Koneksi daya yang lebih rendah, foto KIK USSR

Mesin-mesin blok samping diposisikan secara khusus pada sudut ke sumbu blok.


Sumbu blok dan arah dorong engine, skema KIK USSR

Oleh karena itu, setelah memutus ikatan daya, balok mulai berputar.


Foto KIK Uni Soviet

Kemudian mesin dari blok samping dimatikan. Mesin blok tengah (tahap kedua) terus bekerja, dan blok samping jatuh begitu saja dari perlengkapan karena bobotnya. Segera setelah sambungan mekanis rusak, katup pembuangan tangki oksigen terbuka dan blok samping mulai berputar.


Tiriskan katup di bawah penutup pengaman merah di tengah, foto KIK Uni Soviet

Hanya pada abad ke-21, kamera terpasang dipasang di "Soyuz", dan kami dapat melihat di dekatnya betapa indahnya itu.


ESA Video Animation

Saya sarankan melihat personel unik dan divisi darurat di situs web KIK Uni Soviet .

Paradoks Warisan Jerman

Teknologi roket dan ruang angkasa Amerika dan Soviet meminjam banyak dari trofi Jerman yang diwarisi setelah berakhirnya Perang Dunia II. Dan, jika orang Amerika mendapatkan kepala perancang Fau-2, Werner von Braun dengan sebagian besar timnya, maka "tangkapan" Uni Soviet lebih sederhana - suku cadang untuk rudal dan perancang tingkat kedua seperti Helmut Grettrup. Namun demikian, kadang-kadang tuduhan menyelinap bahwa desainer Soviet diduga tidak mengembangkan roket sendiri, tetapi mencuri ide-ide desainer Jerman. Jika diinginkan, di Internet Anda bahkan dapat menemukan gambar proyek Grettrup yang diduga, mirip dengan P-7.


Gambar astronautix.com

Siapa pun yang setidaknya sedikit tertarik pada sejarah teknologi luar angkasa tahu bahwa bahkan secara resmi salinan V-2, Soviet R-1, sudah berbeda dari itu dalam hal itu dimodifikasi untuk produksi di USSR dan menggunakan bahan lainnya. Dan sudah mulai dengan P-2, desainer Soviet mendorong Jerman dan mulai berjalan dengan cara mereka sendiri. Grettrup dirilis dari Uni Soviet pada tahun 1953, sebelum pengembangan R-7, setelah memegangnya selama beberapa tahun dalam isolasi informasi, dan G-5 adalah proyek pelayaran, bukan rudal balistik. Jadi tuduhan plagiarisme sama sekali tidak berdasar. Tetapi, pada saat yang sama, saya tahu dalam "tujuh" dua hal yang masih membawa tanda Jerman.

Yang pertama adalah tombol start, rotasi yang memberikan perintah manual terakhir untuk meluncurkan roket. Para perancang, menciptakan kendali jarak jauh untuk sistem starter R-7, ingin menempatkan peralihan yang lebih modern, tetapi militer, yang terbiasa dengan perintah "kunci untuk memulai", diminta untuk meninggalkan kunci mekanis.


Kunci untuk memulai di Museum Kosmonautika, foto dari reporter kuning LJ

Yang kedua adalah gagasan menggerakkan unit turbopump dari dekomposisi katalitik hidrogen peroksida. Di hadapan katalis, peroksida pekat berubah menjadi uap air panas, dan energi yang dilepaskan memutar turbin yang memasok komponen bahan bakar ke mesin. Konsep ini digunakan baik pada V-2, dan pada Soviet R-1, R-2, R-5, masih hidup pada keluarga R-7, dan hanya pada rudal berikutnya yang ditinggalkan. Pada 1950-an, itu adalah pilihan yang sederhana, kompak, dan andal, meskipun bukan opsi yang paling efektif, tetapi sekarang ini terlihat seperti anakronisme. Lebih banyak rudal modern memiliki generator gas dalam bentuk ruang pembakaran kecil yang menggunakan komponen yang sama dan dari tangki yang sama dengan mesin utama. Tetapi sudah terlambat untuk meningkatkan mesin dan mengubah desain, keandalan mesin telah benar-benar kosmik untuk ratusan permulaan, sehingga generator gas peroksida akan terbang pada "tujuh" hingga akhir operasinya.


Gambar generator gas lpre.de

Kompleks, sederhana dan tidak biasa

Ketika, ketika merancang R-7, satu rudal benar-benar berubah menjadi lima, masalah konsumsi bahan bakar yang tidak merata muncul. Tidak peduli sekeras apa pun operator mesin berusaha memproduksi mesin yang sama, dulu dan sekarang laju dorong dan laju komponen komponen mesin tertentu akan berada dalam kisaran tertentu. Pada teknologi 50-an, puluhan ton bahan bakar akan hilang, dan roket akan mengalami beban asimetris dari massa yang berbeda dari balok samping. Karena itu, saya harus membuat sistem sinkronisasi khusus untuk mengosongkan tangki.

Jika keandalan satu unit rudal adalah 0,9, maka karena kelima membutuhkan kerja untuk penerbangan normal, keandalan harus dikalikan, dan keandalan total akan menjadi 0,9 ⁵ , yaitu 0,59, yang benar-benar tidak dapat diterima. Dan ini tidak memperhitungkan keandalan sistem kontrol, sistem pemisahan, dll. Para desainer harus secara radikal meningkatkan keandalan sistem - segala sesuatu yang mungkin tidak hanya diduplikasi, tetapi juga menempatkan tiga sistem identik dengan pemungutan suara (pengutamaan). Dan fakta bahwa tidak mungkin untuk menggandakan, misalnya, mesin, menjadi sasaran pengujian dan pengujian darat. Bahkan, setelah menciptakan R-7, peluncur roket Soviet mencapai tingkat kualitatif baru untuk memastikan keandalan sistem teknis.

Solusi elegan yang telah menjadi tradisional untuk teknologi ruang angkasa Soviet dan Rusia ditemukan oleh operator mesin. Itu tidak mungkin untuk membuat mesin dengan ruang bakar besar dan parameter yang diperlukan untuk R-7. Dan di ruang pembakaran yang lebih kecil, prosesnya lebih mudah dipahami dan dikendalikan. Satu ruang besar digantikan oleh empat yang kecil, dan manfaat dari meningkatkan efisiensi mesin melebihi kerugian dari peningkatan massa. Pada awal "tujuh" sudah ada 32 ruang bakar - 20 berbaris dan 12 kemudi.


Soyuz meluncurkan transportasi kendaraan untuk meluncurkan, foto NASA

Mengandalkan 32 ruang bakar bukanlah tugas yang mudah. Karena kenyataan bahwa pada tahap pertama dan kedua mesin mulai di tanah, menjadi mungkin untuk menerapkan solusi yang sangat sederhana dan murah - checker piroteknik dengan sekering listrik pada dudukan kayu.


Icing perangkat pada tunggangan kayu

Faktanya, itu adalah korek api raksasa, alat penyalaan piro berharga satu sen, dan memungkinkan Anda menghidupkan mesin secara andal - jika pemeriksa tidak terbakar karena suatu alasan, sistem kontrol akan menerima informasi tentang ini dan menghentikan peluncuran roket. Keandalan sistem sedemikian rupa sehingga peluncuran roket karena pengapian yang buruk dibatalkan kurang dari sekali setiap dekade.

Tapi saya menyimpan fitur terlucu dari keluarga R-7 untuk terakhir kalinya. Tujuh mungkin satu-satunya kendaraan peluncuran yang ada, di mana sebelum memulai personil memutar unit turbopump mesin secara manual dengan bantuan "starter bengkok", seperti pada mobil tua.


Tampilan teratas turbopump, museum RSC Energia , foto sendiri

Pada R-7, oksigen cair digunakan sebagai zat pengoksidasi. Dia sangat dingin, dan berusaha membekukan segala yang dia bisa dapatkan. Rakitan turbopump dipanaskan sebelum memulai, tetapi untuk memastikannya tidak membeku di atasnya dan dapat berputar dengan bebas, staf membuka palka kecil di sisi setiap blok, memasukkan "starter starter" ke dalam lubang, dan memutarnya.


Penetasan TNA yang dioperasikan secara manual, RSC Energia Museum, memiliki foto sendiri

Kesimpulan

Enam puluh tahun adalah periode yang cukup untuk sistem teknis. Tentu saja, roket itu telah berulang kali dimodernisasi, dan, terlepas dari semua elemen struktural kuno, tetap efektif dan kompetitif. Dan keandalan yang diperoleh oleh ratusan awal akan sangat sulit untuk dilampaui. Sudah di abad ke-21, dua permulaan baru muncul untuknya - di Kourou dan di Vostochny. Cantik, cerdik, kompleks, sederhana dan paradoks - semua ini adalah "tujuh" kami yang paling indah.

Materi serupa untuk tag “kesulitan tak terlihat”