XXXI Академические чтения по космонавтике, г. Москва 30.01 – 02.02 2007 г.

Выбор размерности камеры двигателя ракеты Р-7

   Первая в нашей стране камера сгорания ЖРД была разработана В. П. Глушко в ГДЛ в 1930 г., аналогичные работы проводились в ГИРД с конца 1931 г. Ф .А. Цандером. До середины 40-х годов разработка отечественных ЖРД велась для установки в геофизические баллистические ракеты, боевые крылатые ракеты, а также на самолеты в качестве ускорителей или маршевых двигателей. Все эти летающие аппараты не требовали создания ЖРД больших тяг, поэтому тяга камер сгорания в те времена укладывалась в диапазон от 100 до 1500 кгс. 

   Впервые с однокамерным ЖРД большой тяги в 25 тс отечественные разработчики ракетной техники столкнулись при воспроизводстве немецкой ракеты А-4 (Фау-2) с дальностью полета 270 км. Дальнейшая модернизация немецкой конструкции позволила увеличить дальность полета ракет Р-2 до 600 км и Р-5М до 1200 км. 

   При выполнении полученного в 1948 г. задания на разработку ракеты Р-3 дальностью 3000 км было принято техническое решение продолжить модернизацию базовой конструкции камеры двигателя А-4. Разработка ракеты Р-3 была прекращена в связи с недостаточной дальностью полета для решения военно-политических задач.

  В начале 50-х годов появились конструкторско-технологические возможности для создания боевой межконтинентальной баллистической ракеты Р-7 дальностью 8000-10000 км. В первоначальном проекте маршевые двигатели обеих ступеней выполнялись в однокамерном варианте тягой 80 тс. при давлении в камере сгорания 60 атм. Однако первые же огневые испытания камер сгорания показали склонность рабочего процесса к возникновению неустойчивого горения и последующему разрушению камеры. Попытки обеспечить устойчивое горение в камере больших размеров при сохранении заданной величины удельного импульса тяги не привели к положительному результату. Требовалось принятие радикального решения.

   Таковым стало предложение выполнить двигатель в 4-хкамерном варианте. Существенное изменение размеров полости сгорания позволило найти эффективный способ обеспечения устойчивого горения. И хотя этот вариант двигателя повлек за собой необходимость перекомпоновки ракеты, двигателистам ОКБ-456 удалось найти понимание в ОКБ-1. Дополнительными аргументами в пользу перехода на 4-хкамерный двигатель стало уменьшение его массы и высоты по сравнению с однокамерным вариантом.

   В дальнейшей практической деятельности ОКБ под руководством В. П. Глушко широко и успешно использовало компоновку двигателей с двумя и четырьмя камерами сгорания.