Вторая половина двадцатого столетия стала эпохой ракетной техники. В космос был запущен первый спутник, потом свое знаменитое «Поехали!» сказал Юрий Гагарин, однако начало ракетной эры следует отсчитывать не от этих судьбоносных моментов в истории человечества.

13 июня 1944 года гитлеровская Германия нанесла по Лондону удар с помощью самолетов-снарядов Фау-1, которые можно назвать первой боевой крылатой ракетой. Несколько месяцев позже на головы лондонцам обрушились новая разработка гитлеровцев - баллистическая ракета Фау-2, унесшая тысячи жизней мирных горожан. После окончания войны немецкие ракетные технологии попали в руки победителей и стали работать в первую очередь на войну, а исследование космоса были всего лишь дорогостоящим способом государственного пиара. Так было и в СССР, и в США. Создание ядерного оружия практически сразу превратило ракеты в стратегическое оружие.

Следует отметить, что ракеты были изобретены человеком еще в глубокой древности. Есть древнегреческие описание устройств, очень напоминающие ракеты. Особенно любили ракеты в Древнем Китае (II-III век до н. э.): после изобретения пороха эти летательные аппараты стали использовать для фейерверков и других развлечений. Есть свидетельства о попытках применять их и в военном деле, однако на существующем уровне технологий они вряд ли могли причинить неприятелю значительный урон.

В Средние века вместе с порохом ракеты попали в Европу. Этими летательными аппаратами интересовались многие мыслители и естествоиспытатели той эпохи. Однако ракеты были скорее диковинкой, практического толку от них было мало.

В начале XIX века на вооружение британской армии принимаются ракеты Конгрева, однако из-за малой точности они вскоре были вытеснены артиллерийскими системами.

Практические работы над созданием ракетного оружия возобновились в первой трети XX столетия. В этом направлении работали энтузиасты в США, Германии, России (затем в СССР). В Советском Союзе результатом этих изыскания стало рождения РСЗО БМ-13 — легендарной «Катюши» . В Германии гениальный конструктор Вернер фон Браун занимался созданием баллистических ракет, именно он разработал Фау-2, а позже смог отправить человека на Луну .

В 50-х годах начались работы над созданием баллистических и крылатых ракет, способных доставлять ядерные заряды на межконтинентальные расстояния.

В этом материале мы расскажем о самых известных видах баллистических и крылатых ракет, в обзор войдут не только межконтинентальные исполины, но и известные оперативные и оперативно-тактические ракетные комплексы. Практически все ракеты, попавшие в наш список, разработаны в конструкторских бюро СССР (России) или США – двух государств, обладающих наиболее совершенными ракетными технологиями в мире.

Scud B (Р-17)

Это советская баллистическая ракета, которая является составной частью оперативно-тактического комплекса «Эльбрус». Ракета Р-17 была принята на вооружение в 1962 году, дальность ее полета составляла 300 км, она могла забрасывать почти тонну полезной нагрузки с точностью (КВО – круговое вероятное отклонение) в 450 метров.

Данная баллистическая ракета является одной из наиболее известных образцов советской ракетной техники на Западе. Дело в том, что многие десятилетия Р-17 активно экспортировалась в различные страны мира, которые считались союзниками СССР. Особенно много единиц этого оружия было поставлено на Ближний Восток: в Египет, Ирак, Сирию.

Египет применял Р-17 против Израиля во время войны Судного дня, в период первой войны в Персидском заливе Саддам Хусейн обстреливал Scud B территорию Саудовской Аравии и Израиля. Он грозил использовать боеголовки с боевыми газами, что вызвало в Израиле волну паники. Одна из ракет попала в американскую казарму, убив 28 военнослужащих США.

Россия применяла Р-17 во время второй чеченской кампании .

В настоящее время Р-17 используют йеменские повстанцы в войне против саудитов.

Технологии, использованные в Scud B стали основой для ракетных программ Пакистана, КНДР, Ирана.

Trident II

Это твердотопливная трехступенчатая баллистическая ракета, которая в настоящий момент стоит на вооружении ВМС США и Великобритании. Ракета «Трайдент-2» («Трезубец») была принята на вооружение в 1990 году, дальность ее полета составляет более 11 тыс. км, она имеет боевую часть с блоками индивидуального наведения, мощность каждого может составлять 475 килотонн. Масса Trident II – 58 тонн.

Данная баллистическая ракета считается одной из самых точных в мире, она предназначена для поражения ракетных шахт с МБР и командных пунктов.

Pershing II «Першинг-2»

Это американская баллистическая ракета средней дальности, способная нести ядерную боевую часть. Она была одним из самых больших страхов граждан СССР на завершающем этапе Холодной войны и головной болью советских стратегов. Максимальная дальность полета ракеты составляла 1770 км, КВО – 30 метров, а мощность моноблочной боевой части могла достигать 80 Кт.

США разместили эти в Западной Германии, уменьшив время подлета к советской территории до минимума. В 1987 году США и СССР подписали договор об уничтожении ядерных ракет средней дальности, после чего «Першинги» были сняты с боевого дежурства.

«Точка-У»

Это советский тактический комплекс, принятый на вооружение в 1975 году. Данная ракета может оснащаться ядерной боевой частью, мощностью 200 Кт и доставлять ее на дальность в 120 км. В настоящее время «Точки-У » стоят на вооружении ВС России , Украины, бывших республик СССР, а также других стран мира. Россия планирует заменить данные ракетные комплексы на более совершенные «Искандеры».

Р-30 «Булава»

Это твердотопливная баллистическая ракета морского базирования, разработка которой началась в России в 1997 году. Р-30 должна стать основным оружием подводных лодок проектов 995 «Борей» и 941 «Акула» . Максимальная дальность «Булавы » составляет более 8 тыс. км (по другим данным — более 9 тыс. км), ракета может нести до 10 блоков индивидуального наведения мощностью до 150 Кт каждый.

Первый запуск «Булавы» состоялся в 2005 году, а последний – в сентябре 2018 года. Эта ракета разработана Московским институтом теплотехники, который ранее занимался созданием «Тополя-М», а изготавливают «Булаву» на ФГУП «Воткинский завод», где производят «Тополя». По словам разработчиков, многие узлы этих двух ракет идентичны, что позволяет значительно удешевить их производство.

Экономия государственных средств – это, конечно же, достойное желание, но оно не должно вредить надежности изделий. Стратегическое ядерное оружие и средства его доставки – это основной компонент концепции сдерживания. Ядерные ракеты должны быть также безотказны и надежны, как автомат Калашникова , чего нельзя сказать о новой ракете «Булава». Она пока что летает через раз: из 26 произведенных пусков 8 были признаны неудачными, а 2 – частично неудачными. Это недопустимо много для стратегической ракеты. К тому же многие эксперты нарекают на слишком малый забрасываемый вес «Булавы».

«Тополь-М»

Это ракетный комплекс с твердотопливной ракетой, способной доставить ядерную боевую часть мощностью 550 Кт на расстояние в 11 тыс. км. «Тополь-М » - это первая межконтинентальная баллистическая ракета, принятая на вооружение в России.

МБР «Тополь-М» имеет шахтное и мобильное базирование. Еще в 2008 году в МО России заявили о начале работ по оснащению «Тополя-М» разделяющимися боевыми блоками. Правда, уже в 2011 году военные заявили об отказе от дальнейших покупок этой ракеты и постепенном переходе на ракеты Р-24 «Ярс» .

Minuteman III (LGM-30G)

Это американская твердотопливная баллистическая ракета, которая была принята на вооружение в 1970 году и находится на нем и сегодня. Считается, что Minuteman III – это самая быстрая ракета в мире, на терминальной стадии полета она может достичь скорости 24 тыс. км/ч.

Дальность полета ракеты составляет 13 тыс. км, она несет три боевых блока по 475 Кт мощности каждый.

За годы эксплуатации Minuteman III прошел несколько десятков модернизаций, американцы постоянно меняют на них электронику, системы управления, узлы силовых установок на более совершенные.

По состоянию на 2008 год США имели 450 МБР Minuteman III, на которых было установлено 550 боеголовок. Самая быстрая ракета в мире еще будет находиться на вооружении армии США как минимум до 2020 года.

Фау-2 (V-2)

Эта немецкая ракета имела далеко не идеальную конструкцию, ее характеристики не идут ни в какое сравнение с современными аналогами. Однако Фау-2 была первой боевой баллистической ракетой, немцы применяли ее для обстрелов английских городов. Именно Фау-2 совершила первый суборбитальный полет, поднявшись на высоту 188 км.

Фау-2 – это одноступенчатая жидкотопливная ракета, работавшая на смеси этанола и жидкого кислорода. Она могла доставлять боевую часть весом в одну тонну на расстояние в 320 км.

Первый боевой запуск Фау-2 состоялся в сентябре 1944 года, всего по Британии было выпущено более 4300 ракет, из которых почти половина взорвались на старте или разрушились в полете.

Фау-2 трудно назвать лучшей баллистической ракетой, но она была первой, за что и заслужила высокое место в нашем рейтинге.

«Искандер»

Это один из самых известных российских ракетных комплекса. Сегодня это название в России стало почти что культовым. «Искандер » принят на вооружение в 2006 году, существует несколько его модификаций. Есть «Искандер-М», вооруженный двумя баллистическими ракетами, с дальностью полета 500 км, и «Искандер-К» - вариант с двумя крылатыми ракетами, которые также могут поражать противника на дистанции в 500 км. Ракеты могут нести ядерные боевые части мощностью до 50 Кт.

Большая часть траектории баллистической ракеты «Искандера» проходит на высотах более 50 км, что сильно осложняет ее перехват. Кроме того, ракета имеет гиперзвуковую скорость и активно маневрирует, что делает ее очень сложной мишенью для вражеской ПРО. Угол захода на цель ракеты приближается к 90 градусам, это сильно мешает работе РЛС неприятеля.

«Искандеры» считаются одним из самых совершенных видов вооружения, которыми располагает армия России.

«Томагавк»

Это американская крылатая ракета большой дальности, имеющая дозвуковую скорость, которая может выполнять как тактические, так и стратегические задачи. «Томагавк » был принят на вооружение армии США в 1983 году, неоднократно использовался в разных вооруженных конфликтах. В настоящее время эта крылатая ракета стоит на вооружении флота США, Великобритании и Испании.

Дальность некоторых модификаций «Томагавка» достигает 2,5 тыс. км. Ракеты можно запускать с подводных лодок и надводных кораблей. Ранее существовали модификации «Томагавка» для ВВС и сухопутных сил. КВО последних модификаций ракеты составляет 5-10 метров.

США использовали эти крылатые ракеты во время обеих войны в Персидском заливе, на Балканах, в Ливии.

Р-36М «Сатана»

Это самая мощная межконтинентальная баллистическая ракета, из всех созданных когда-либо человеком. Она была разработана в СССР, в КБ Южное (г. Днепропетровск) и принята на вооружение в 1975 году. Масса этой жидкотопливной ракеты составляла более 211 тонн, она могла доставить 7,3 тыс. кг на дальность 16 тыс. км.

Разные модификации Р-36М «Сатана» могли нести один боевой блок (мощность до 20 Мт) или оснащаться разделяющейся головной частью (10х0,75 Мт). Даже современные системы ПРО бессильны против такой мощи. В США не зря Р-36М окрестили «Сатаной», ибо это действительно настоящее оружие Армагеддона.

Сегодня Р-36М остается на вооружении стратегических сил России, на боевом дежурстве состоят 54 ракеты РС-36М.

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

, Франции и Китая .

Важным этапом в развитии ракетной техники было создание систем с разделяющимися головными частями. Первые варианты реализации не имели индивидуального наведения боевых блоков, выгода от использования нескольких небольших зарядов вместо одного мощного заключается в большей эффективности при воздействии по площадным целям, так в 1970 году Советским Союзом были развёрнуты ракеты Р-36 с тремя боевыми блоками по 2,3 Мт. В том же году США поставили на боевое дежурство первые комплексы Minuteman III , которые обладали совершенно новым качеством - возможностью разведения боеголовок по индивидуальным траекториям для поражения нескольких целей.

В СССР были приняты на вооружение первые мобильные МБР: Темп-2С на колёсном шасси (1976 год) и РТ-23 УТТХ железнодорожного базирования (1989 год). В США также велись работы по аналогичным комплексам, но ни один из них не был принят на вооружение.

Особым направлением в развитии межконтинентальных баллистических ракет являлись работы по «тяжёлым» ракетам. В СССР такими ракетами стали Р-36, и её дальнейшее развитие Р-36М , принятые на вооружение в 1967 и 1975 годах, а в США в 1963 году на вооружение встала МБР «Титан-2». В 1976 году КБ «Южное» приступило к разработке новой МБР РТ-23 , тогда как в США с 1972 года велись работы по ракете ; они были приняты на вооружение в (в варианте РТ-23УТТХ) и 1986 годах , соответственно. Р-36М2 , поступившая на вооружение в 1988 году , является самой мощной и самой тяжёлой в истории ракетного оружия: 211-тонная ракета при стрельбе на 16 000 км несёт на борту 10 боевых блоков мощностью 750 кт каждый.

Конструкция

Принцип действия

Баллистические ракеты, как правило, стартуют вертикально. Получив некоторую поступательную скорость в вертикальном направлении, ракета с помощью специального программного механизма, аппаратуры и органов управления постепенно из вертикального начинает переходить в наклонное положение в сторону цели.

К концу работы двигателя продольная ось ракеты приобретает угол наклона (тангажа), отвечающий наибольшей дальности её полёта, а скорость становится равной строго установленному значению, обеспечивающему эту дальность.

После прекращения работы двигателя весь дальнейший свой полет ракета совершает по инерции, описывая в общем случае почти строго эллиптическую траекторию. На вершине траектории скорость полёта ракеты принимает наименьшее своё значение. Апогей траектории баллистических ракет обычно находится на высоте нескольких сотен километров от поверхности земли, где из-за малой плотности атмосферы практически полностью отсутствует сопротивление воздуха.

На нисходящем участке траектории скорость полёта ракеты за счёт потери высоты постепенно увеличивается. При дальнейшем снижении плотные слои атмосферы ракета проходит с огромными скоростями. При этом происходит сильный разогрев обшивки баллистической ракеты, и если не будут приняты необходимые предохранительные меры, то может произойти её разрушение.

Классификация

Способ базирования

По способу базирования межконтинентальные баллистические ракеты делят на:

• запускаемые с наземных стационарных пусковых установок: Р-7 , «Атлас» ;
• запускаемые из шахтных пусковых установок (ШПУ) : РС-18 , PC-20 , «Минитмен »;
• запускаемые с мобильных установок на базе колёсного шасси: «Тополь-М », «Миджитмен»;
• запускаемые с железнодорожных пусковых установок: РТ-23УТТХ ;
• баллистические ракеты подводных лодок : «Булава» , «Трайдент» .

Первый способ базирования вышел из употребления ещё в начале 1960-х гг., как не отвечающий требованиям защищённости и скрытности. Современные ШПУ обеспечивают высокую степень защиты от поражающих факторов ядерного взрыва и позволяют достаточно надёжно скрывать степень боеготовности стартового комплекса. Остальные три варианта являются мобильными, а значит более труднообнаружимыми, однако накладывают существенные ограничения на размеры и массу ракет.

МБР компоновки КБ им. В. П. Макеева

Неоднократно предлагались и другие способы базирования МБР, призванные обеспечить скрытность развёртывания и защищённость стартовых комплексов, например:

• на специализированных самолётах и даже дирижаблях с запуском МБР в полёте;
• в сверхглубоких (сотни метров) шахтах в скальных породах, из которых транспортно-пусковые контейнеры (ТПК) с ракетами должны перед пуском подниматься к поверхности;
• на дне континентального шельфа во всплывающих капсулах;
• в сети подземных галерей, по которым непрерывно движутся мобильные пусковые установки.

До сих пор ни один из подобных проектов не был доведён до практической реализации.

Двигатели

Ранние варианты МБР использовали жидкостные ракетные двигатели и требовали длительной заправки компонентами ракетного топлива непосредственно перед запуском. Подготовка к запуску могла длиться несколько часов, а время поддержания боевой готовности было весьма незначительным. В случае применения криогенных компонентов (Р-7) оборудование стартового комплекса было весьма громоздким. Всё это значительно ограничивало стратегическую ценность таких ракет. Современные МБР используют твёрдотопливные ракетные двигатели или жидкостные ракетные двигатели на высококипящих компонентах с ампулизированной заправкой. Такие ракеты поступают с завода в транспортно-пусковых контейнерах. Это позволяет им храниться в готовом к старту состоянии в течение всего срока службы. Жидкостные ракеты доставляют на стартовый комплекс в незаправленном состоянии. Заправка производится после установки ТПК с ракетой в ПУ, после чего ракета может находиться в боеготовом состоянии многие месяцы и годы. Подготовка к запуску занимает обычно не более нескольких минут и производятся дистанционно, с удалённого командного пункта, по кабельным или радиоканалам. Так же осуществляются периодические проверки систем ракеты и ПУ.

Современные МБР обычно имеют разнообразные средства преодоления ПРО противника. Они могут включать в себя маневрирующие боевые блоки, средства постановки радиолокационных помех, ложные цели и др.

Показатели

Запуск ракеты «Днепр»

Мирное использование

Например, при помощи американских МБР Атлас и Титан осуществлялись запуски космических кораблей Меркурий и Джемини . А советские МБР PC-20 , PC-18 и морская Р-29РМ послужили основой для создания ракет-носителей Днепр , Стрела , Рокот и Штиль .

См. также

Примечания

Ссылки

• Андреев Д. Ракеты в запас не уходят // «Красная звезда». 25 июня 2008 г.

20 января 1960 года в СССР была принята на вооружение первая в мире межконтинентальная баллистическая ракета Р-7. На базе этой ракеты было создано целое семейство ракет-носителей среднего класса, внесших большой вклад в освоение космоса. Именно Р-7 вывела на орбиту корабль «Восток» с первым космонавтом - Юрием Гагариным. Мы решили рассказать о пяти легендарных советских баллистических ракетах.

Двухступенчатая межконтинентальная баллистическая ракета Р-7, которую ласково называли «семеркой», имела отделяющуюся головную часть массой 3 тонны. Ракета разрабатывалась в 1956–1957 годах в подмосковном ОКБ-1 под руководством Сергея Павловича Королева. Она стала первой межконтинентальной баллистической ракетой в мире. Р-7 была принята на вооружение 20 января 1960 года. Она имела дальность полета 8 тыс. км. Позднее была принята модификация Р-7А с увеличенной до 11 тыс. км дальностью. В Р-7 использовалось жидкое двухкомпонентное топливо: в качестве окислителя - жидкий кислород, в качестве горючего - керосин Т-1. Испытания ракеты начались в 1957 году. Первые три запуска оказались неудачными. Четвертая попытка была успешной. Р-7 несла термоядерный боевой заряд. Забрасываемый вес составлял 5400–3700 кг.

Видео

Р-16

В 1962 году в СССР была принята на вооружение ракета Р-16. Ее модификация стала первой советской ракетой, способной стартовать из шахтной пусковой установки. Для сравнения - американские SM-65 Atlas также хранились в шахте, но стартовать из шахты не могли: перед запуском они поднимались на поверхность. Р-16 также первой советской двухступенчатой межконтинентальной баллистической ракетой на высококипящих компонентах топлива с автономной системой управления. Ракета была принята на вооружение в 1962 году. Необходимость разработки этой ракеты определялась низкими тактико-техническими и эксплуатационными характеристиками первой советской МБР Р-7. Первоначально Р-16 предполагалось запускать только с наземных пусковых установок. Р-16 оснащалась отделяемой моноблочной головной частью двух типов, отличавшихся мощностью термоядерного заряда (порядка 3 Мт и 6 Мт). От массы и соответственно мощности головной части зависела максимальная дальность полёта, колебавшаяся в пределах от 11 тыс. до 13 тыс. км. Первый запуск ракеты закончился аварией. 24 октября 1960 года на полигоне Байконур во время намеченного первого испытательного пуска ракеты Р-16 на этапе выполнения предстартовых работ, примерно за 15 минут до старта, произошел несанкционированный запуск двигателей второй ступени из-за прохождения преждевременной команды на запуск двигателей от токораспределителя, что было вызвано грубым нарушением процедуры подготовки ракеты. Ракета взорвалась на стартовой площадке. Погибли 74 человека, в том числе командующий РВСН маршал М. Неделин. Позднее Р-16 стала базовой ракетой для создания группировки межконтинентальных ракет РВСН.

РТ-2 стала первой советской серийной твердотопливной межконтинентальной баллистической ракетой. Она была принята на вооружение в 1968 году. Эта ракета имела дальность - 9400–9800 км. Забрасываемый вес - 600 кг. РТ-2 отличалась малым временем подготовки к пуску - 3–5 минут. Для Р-16 на это уходило 30 минут. Первые летные испытания были проведены с полигона Капустин Яр. Было произведено 7 успешных запусков. Во время второго этапа испытаний, который проходил с 3 октября 1966 года по 4 ноября 1968 года на полигоне Плесецк, из 25 запусков 16 были успешными. Ракета эксплуатировалась вплоть до 1994 года.

Ракета РТ-2 в музее «Мотовилихи», Пермь

Р-36

Р-36 представляла собой ракету тяжелого класса, способную нести термоядерный заряд и преодолевать мощную систему ПРО. Р-36 имела три боевых блока по 2,3 Мт. Ракета была принята на вооружение в 1967 году. В 1979 году была снята с вооружения. Старт ракеты производился из шахтной пусковой установки. В процессе испытаний было проведено 85 пусков, из них 14 отказов, 7 из которых приходятся на первые 10 пусков. Всего же было проведено 146 пусков всех модификаций ракеты. Р-36М - дальнейшее развитие комплекса. Эта ракета также известна как «Сатана». Это был самый мощный в мире боевой ракетный комплекс. Он значительно превосходил и своего предшественника - Р-36: по точности стрельбы - в 3 раза, по боеготовности - в 4 раза, по защищенности пусковой установки - в 15–30 раз. Дальность ракеты составляла до 16 тыс. км. Забрасываемый вес - 7300 кг.

Видео

«Темп-2С»

«Темп-2С» - первый мобильный ракетный комплекс СССР. Подвижная пусковая установка базировалась на шестиосном колесном шасси МАЗ-547А. Комплекс предназначался для нанесения ударов по хорошо защищенным средствами ПВО/ПРО и расположенным в глубине территории противника важным объектам военной и промышленной инфраструктуры. Летные испытания комплекса «Темп-2С» начались первым пуском ракеты 14 марта 1972 года на полигоне Плесецк. Летно-конструкторский этап в 1972 году проходил не слишком гладко: 3 пуска из 5 были неудачными. Всего в процессе летных испытаний проведено 30 пусков, 7 из них аварийные. На завершающем этапе совместных летных испытаний в конце 1974 года, был проведен залповый пуск двух ракет, а последний испытательный пуск выполнен 29 декабря 1974 года. Подвижный грунтовый ракетный комплекс «Темп-2С» был принят на вооружение в декабре 1975 года. Дальность ракеты составляла 10,5 тыс. км. Ракета могла нести термоядерную боеголовку 0,65–1,5 Мт. Дальнейшим развитием ракетного комплекса «Темп-2С» стал комплекс «Тополь».

Введение

Механика (греч. μηχανική – искусство построения машин) – раздел физики, наука, изучающая движение материальных тел и взаимодействие между ними; при этом движением в механике называют изменение во времени взаимного положения тел или их частей в пространстве.

«Механикой в широком смысле этого слова называется наука, посвящённая решению любых задач, связанных с изучением движения или равновесия тех или иных материальных тел и происходящих при этом взаимодействий между телами. Теоретическая механика представляет собою часть механики, в которой изучаются общие законы движения и взаимодействия материаль­ных тел, то есть те законы, которые, например, справедливы и для движения Земли вокруг Солнца, и для полёта ракеты или артиллерийского снаряда и т.п. Другую часть механики составляют различные общие и специальные технические дисциплины, посвящённые проектированию и расчёту всевозможных конкретных сооружений, двигателей, механизмов и машин или их частей (деталей)». 1

К специальным техническим дисциплинам можно отнести и предлагаемую вам для изучения Механику полета [баллистических ракет (БР), ракет-носителей (РН) и космических летательных аппаратов (КА)]. РАКЕТА – летательный аппарат, движущийся вследствие отбрасывания высокоскоростных горячих газов, создаваемых реактивным (ракетным) двигателем. В большинстве случаев энергия для движения ракеты получается при сгорании двух или более химических компонентов (горючее и окислитель, которые вместе образуют ракетное топливо) или при разложении одного высокоэнергетического химического вещества 2 .

Основной математический аппарат классической механики: дифференциальное и интегральное исчисление, разработанное специально для этого Ньютоном и Лейбницем. К современному математическому аппарату классической механики относятся, прежде всего, теория дифференциальных уравнений, дифференциальная геометрия, функциональный анализ и др. В классической формулировке механика базируется на трёх законах Ньютона. Решение многих задач механики упрощается, если уравнения движения допускают возможность формулировки законов сохранения (импульса, энергии, момента импульса и других динамических переменных).

Задача исследования полета беспилотного ЛА в общем случае очень сложная, т.к. например, ЛА с фиксированными (неподвижными) рулями, как всякое твердое тело имеет 6 степеней свободы и его движение в пространстве описывается 12 дифференциальными уравнениями I-го порядка. Траектория полета реального ЛА описывается значительно большим количеством уравнений.

Ввиду чрезвычайной сложности исследования траектории полета реального ЛА, обычно ее разбивают на ряд этапов и исследуют каждый этап в отдельности, переходя от простых к сложным.

На первом этапе исследования можно рассмотреть движение ЛА, как движение материальной точки. Известно, что движение твердого тела в пространстве можно разделить на поступательное движение центра масс и вращательное движение твердого тела вокруг собственного центра масс.

Для изучения общей закономерности полета ЛА в некоторых случаях при определенных условиях можно не рассматривать вращательное движение. Тогда движение ЛА можно рассматривать, как движение материальной точки, масса которой равна массе ЛА и к которой приложены сила тяги, тяжести и аэродинамического сопротивления.

Следует заметить, что даже при такой упрощенной постановке задачи в ряде случаев приходится учитывать моменты сил, действующих на ЛА и потребные углы отклонения органов управления, т.к. в противном случае невозможно установить однозначную зависимость, например, между подъемной силой и углом атаки; между боковой силой и углом скольжения.

На втором этапе исследуются уравнения движения ЛА с учетом его вращения вокруг собственного центра масс.

Задачей является исследование и изучение динамических свойств ЛА, рассматриваемого как элемент системы уравнений, при этом главным образом интересуются реакцией ЛА на отклонение органов управления и влияние на ЛА различных внешних воздействий.

На третьем этапе (наиболее сложном) проводят исследование динамики замкнутой системы управления, которая включает в себя наряду с другими элементами и сам ЛА.

Одной из основных задач является исследование точности полета. Точность характеризуется величиной и вероятностью отклонения от требуемой траектории. Для изучения вопросов точности управления движением ЛА необходимо составить систему дифференциальных уравнений, которая бы учитывала все силы и моменты. действующие на ЛА, и случайные возмущения. В результате получают систему дифференциальных уравнений высокого порядка, которые могут быть нелинейными, с правильными частями, зависящими от времени, со случайными функциями в правых частях.

Классификация ракет

Ракеты обычно классифицируются по типу траектории полёта, по месту и направленности запуска, по дальности полёта, по типу двигателя, по типу боеголовки, по типу систем управления и наведения.

В зависимости от типа траектории полёта различают:

– Крылатые ракеты. Крылатые ракеты - это беспилотные управляемые (до момента поражения цели) летательные аппараты, которые поддерживаются в воздухе большую часть своего полёта за счёт аэродинамической подъёмной силы. Главной целью крылатых ракет является доставка боевого заряда к цели. Они движутся в атмосфере Земли, используя реактивные двигатели.

Межконтинентальные баллистические крылатые ракеты могут подразделяться в зависимости от их размера, скорости (дозвуковая или сверхзвуковая), дальности полёта и места запуска: с земли, воздуха, поверхности корабля или подводной лодки.

В зависимости от скорости полёта ракеты подразделяются на:

1) Дозвуковые крылатые ракеты

2) Сверхзвуковые крылатые ракеты

3) Гиперзвуковые крылатые ракеты

Дозвуковая крылатая ракета движется со скоростью ниже скорости звука. Она развивает скорость, соответствующую числу Маха М = 0,8 … 0,9. Широко известной дозвуковой ракетой является американская крылатая ракета ’Томагавк". Ниже приведены схемы двух российских дозвуковых крылатых ракет, стоящих на вооружении.

Х-35 Уран – Россия

Сверхзвуковая крылатая ракета движется со скоростью около М=2 …3, то есть преодолевает за секунду расстояние приблизительно в 1 километр. Модульная конструкция ракеты и её способность запускаться под различным углом наклона, позволяют запускать ее с различных носителей: военные корабли, подводные лодки, различные типы самолётов, мобильные автономные установки и пусковые шахты. Сверхзвуковая скорость и масса боеголовки обеспечивает ей высокую кинетическую энергию удара (например, Оникс (Россия) она же Яхонт – экспортный вариант; П-1000 Вулкан; П-270 Москит; П-700 Гранит)

П-270 Москит – Россия

П-700 Гранит – Россия

Гиперзвуковая крылатая ракета движется со скоростью М > 5. Многие страны работают над созданием гиперзвуковых крылатых ракет.

– Баллистические ракеты . Баллистическая ракета – это ракета, имеющая баллистическую траекторию на большей части пути её полета.

Баллистические ракеты подразделяются по дальности полёта. Максимальная дальность полёта измеряется по кривой вдоль поверхности земли от места запуска и до точки нанесения удара последним элементом боевого заряда. Баллистические ракеты могут запускаться с морских и наземных носителей.

Место старта и направленность запуска определяют класс ракеты:

Ракеты класса "земля-земля". Ракета класса "земля-земля"– это управляемый снаряд, который можно запускать с рук, транспортного средства, мобильной или стационарной установки. Она приводится в движение ракетным двигателем или иногда, если используется стационарная пусковая установка, выстреливается при помощи порохового заряда.

В России (и ранее в СССР) ракеты класса «земля-земля» разделяют также по назначению на тактические, оперативно-тактические и стратегические. В других странах по назначению ракеты класса «земля-земля» делят на тактические и стратегические.

Ракеты класса "земля-воздух". Ракета класса "земля-воздух" запускается с поверхности земли. Предназначена для поражения воздушных целей, таких, как самолёты, вертолёты и даже баллистические ракеты. Эти ракеты обычно входят в систему ПВО, так как они отражают любой вид воздушной атаки.

Ракеты класса "земля-море". Ракета класса "поверхность (земля) -море" предназначена для запуска с земли для поражения кораблей противника.

Ракеты класса "воздух-воздух". Ракета класса "воздух-воздух" запускается с авиационных носителей и предназначена для поражения воздушных целей. Такие ракеты имеют скорость до М = 4.

Ракеты класса "воздух-поверхность (земля, вода)". Ракета класса "воздух-поверхность" предназначена для запуска с авиационных носителей для удара, как по наземным, так и по надводным целям.

Ракеты класса "море-море". Ракета класса "море-море" предназначена для запуска с кораблей для поражения кораблей противника.

Ракеты класса "море-земля (побережье)". Ракета класса "море-земля (прибрежная зона)" предназначена для запуска с кораблей по наземным целям.

Противотанковые ракеты. Противотанковая ракета предназначена главным образом для поражения тяжёлобронированных танков и другой бронетехники. Противотанковые ракеты могут запускаться с самолётов, вертолётов, танков, а также с устанавливаемых на плечо пусковых установок.

По дальности полёта баллистические ракеты разделяют на:

ракеты ближнего радиуса действия;

ракеты среднего радиуса действия;

баллистические ракеты средней дальности;

межконтинентальные баллистические ракеты.

В международных соглашениях с 1987 года применяется другая классификация ракет по дальности полета, хотя никакой общепринятой стандартной классификации ракет по дальности нет. Различные государства и неправительственные эксперты применяют разные классификации дальностей ракет. Так в договоре о ликвидации ракет средней и малой дальности принята следующая классификация:

баллистические ракеты малой дальности (от 500 до 1000 километров).

баллистические ракеты средней дальности (от 1000 до 5500 километров).

межконтинентальные баллистические ракеты (свыше 5500 километров).

По типу двигателя от вида топлива:

твёрдотопливный двигатель или ракетные двигатели твердого топлива;

жидкостный двигатель;

гибридный двигатель – химический ракетный двигатель. Использует компоненты ракетного топлива в разных агрегатных состояниях – жидком и твёрдом. В твердом состоянии может находиться как окислитель, так и горючее.

прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД);

ПВРД со сверхзвуковым горением;

криогенный двигатель – использует криогенное топливо (это сжиженные газы, хранящиеся при очень низкой температуре, чаще всего жидкий водород, используемый в качестве топлива, и жидкий кислород, используемый в качестве окислителя).

Тип боеголовки:

Обычная боеголовка. Обычная боеголовка наполняется химическими взрывчатыми веществами, взрыв которых происходит от детонации. Дополнительным поражающим фактором являются осколки металлической обшивки ракеты.

Ядерная боеголовка.

Межконтинентальные ракеты и ракеты средней дальности часто используют в качестве стратегических, их оснащают ядерными боеголовками. Их преимуществом перед самолётами является малое время подлёта (менее получаса при межконтинентальной дальности) и большая скорость головной части, что сильно затрудняет их перехват даже современной системой ПРО.

Системы наведения:

Электродистанционное наведение. Эта система в целом похожа на радиоуправление, но менее восприимчива к электронным средствам противодействия. Командные сигналы подаются по проводам. После запуска ракеты связь ее с командным пунктом прекращается.

Командное наведение. Командное наведение включает в себя слежение за ракетой с места запуска или носителя и передачу команд по радио, через радар или лазер или по тончайшим проводам и оптическим волокнам. Слежение может осуществляться при помощи радара или оптических устройств с места запуска или через радарное или телевизионное изображение, передаваемое с ракеты.

Наведение по наземным ориентирам. Система корреляционного наведения по наземным ориентирам (или по карте местности) применяется исключительно в отношении крылатых ракет. Система использует чувствительные высотомеры, при помощи которых отслеживается профиль рельефа местности, непосредственно находящийся под ракетой, и который сравнивается с "картой", заложенной в памяти ракеты.

Геофизическое наведение. Система постоянно измеряет угловое положение ЛА по отношению к звёздам и сравнивает его с запрограммированным углом движения ракеты по предполагаемой траектории. Система наведения даёт информацию системе управления, всякий раз, когда требуется внести коррективы в траекторию полёта.

Инерциальное наведение. Система запрограммирована до старта и полностью хранится в «памяти» ракеты. Три акселерометра, установленные на подставке, стабилизированной в пространстве гироскопами, производят замеры ускорений по трём взаимно перпендикулярным осям. Эти ускорения затем дважды интегрируются: первое интегрирование определяет скорость ракеты, а второе – её положение. Система управления настроена на сохранение заранее заданной траектории полета. Эти системы используются в ракетах класса "поверхность-поверхность (земля, вода)" и крылатых ракетах.

Наведение по лучу. Используется наземная или располагающаяся на корабле радарная станция, которая сопровождает своим лучом объект поражения. Информация об объекте поступает в систему наведения ракеты, которая при необходимости корректирует угол наведения в соответствии с движением объекта в пространстве.

Лазерное наведение. При лазерном наведении лазерный луч фокусируется на цели, отражается от неё и рассеивается. В ракете находится лазерная головка самонаведения, которая способна определить даже незначительный источник излучения. Головка самонаведения задаёт направление по отражённому и рассеянному лазерному лучу системе наведения. Ракета запускается в направлении цели, головка самонаведения ищет лазерное отражение, а система наведения направляет ракету к источнику лазерного отражения, который и является целью.

Боевое ракетное оружие принято классифицировать по следующим параметрам:

принадлежности к видам ВС – сухопутные войска, морские войска, воздушные силы;

дальности полета (от места применения до цели) – межконтинентальное (дальность пуска - более 5500 км), средней дальности (1000–5500 км), оперативно-тактической дальности (300-1000 км), тактической дальности (менее 300 км);

физической среде применения – от места старта (земля, воздух, надводное, подводное, подледное);

способу базирования – стационарное, подвижное (мобильное);

характеру полёта – баллистическое, аэробаллистическое (с крыльями), подводное;

среде полета – воздушное, подводное, космическое;

типу управления – управляемое, неуправляемое;

целевому назначению – противотанковое (противотанковые ракеты), противосамолетное (зенитная ракета), противокорабельное, противорадиолокационное, противокосмическое, противолодочное (против подводных лодок).

Классификация ракет-носителей

В отличие от некоторых горизонтально-стартующих авиационно-космических систем (АКС), ракеты-носители используют вертикальный тип старта и (много реже) воздушный старт.

Количество ступеней.

Одноступенчатых ракет-носителей, выводящих полезную нагрузку в космос, до настоящего времени не создано, хотя имеются проекты различной степени проработки («КОРОНА», HEAT-1X и другие). В некоторых случаях как одноступенчатая может классифицироваться ракета, имеющая в качестве первой ступени воздушный носитель либо использующая в качестве таковой ускорители. Среди баллистических ракет, способных достичь космического пространства, немало одноступенчатых, в том числе и первая баллистическая ракета «Фау-2»; однако ни одна из них не способна выйти на орбиту искусственного спутника Земли.

Расположение ступеней (компоновка). Конструктивное исполнение ракет-носителей может быть следующим:

продольная компоновка (тандемная), у которой ступени расположены одна за другой и работают в полёте поочерёдно (РН «Зенит-2», «Протон», «Дельта-4»);

параллельная компоновка (пакетная), при которой несколько блоков, расположенных параллельно и относящихся к разным ступеням, работают в полёте одновременно (РН «Союз»);

• условно-пакетная компоновка (т. н. полутораступенчатая схема), в которой используются общие топливные баки для всех ступеней, от которых питаются стартовые и маршевые двигатели, запускающиеся и работающие одновременно; по завершении работы стартовых двигателей сбрасываются только они.

комбинированная продольно-поперечная компоновка.

Используемые двигатели. В качестве маршевых двигателей могут использоваться:

жидкостные ракетные двигатели;

твёрдотопливные ракетные двигатели;

различные комбинации на разных ступенях.

Масса полезной нагрузки. В зависимости от массы полезного груза ракеты-носители делятся на следующие классы:

ракеты сверхтяжёлого класса (больше 50 тонн);

ракеты тяжелого класса (до 30 тонн);

ракеты среднего класса (до 15 тонн);

ракеты лёгкого класса (до 2-4 тонн);

ракеты сверхлёгкого класса (до 300-400 кг).

Конкретные границы классов меняются с развитием техники и являются достаточно условными, в настоящее время лёгким классом считаются ракеты, выводящие на низкую опорную орбитугруз массой до 5 т, средними - от 5 до 20 т, тяжёлыми - от 20 до 100 тонн, сверхтяжёлыми - свыше 100 т. Появляется также новый класс так называемых «нано-носителей» (полезная нагрузка – до нескольких десятков кг).

Повторное использование. Наибольшее распространение получили одноразовые многоступенчатые ракеты, как пакетной, так и продольной компоновки. Одноразовые ракеты отличаются высокой надёжностью благодаря максимальному упрощению всех элементов. Следует уточнить, что одноступенчатой ракете для достижения орбитальной скорости теоретически необходимо иметь конечную массу не более 7-10 % от стартовой, что при даже существующих технологиях делает их труднореализуемыми и экономически неэффективными из-за низкой массы полезного груза. В истории мировой космонавтики одноступенчатые ракеты-носители практически не создавались –существовали только т. н. полутораступенчатые модификации (например, американской РН «Атлас» со сбрасываемыми дополнительными стартовыми двигателями). Наличие нескольких ступеней позволяет существенно увеличить отношение массы выводимой полезной нагрузки к начальной массе ракеты. В то же время многоступенчатые ракеты требуют отчуждения территорий для падения промежуточных ступеней.

Ввиду необходимости применения высокоэффективных сложных технологий (прежде всего, в области двигательных установок и теплозащиты), полностью многоразовых ракет-носителей пока не существует, несмотря на постоянный интерес к этой технологии и периодически открывающиеся проекты разработки многоразовых носителей (за период 1990-2000-х годов – такие, как: ROTON, Kistler K-1, АКС VentureStar и др.). Частично многоразовой являлась широко использовавшаяся американская многоразовая транспортная космическая система (МТКС)-АКС «Спейс шаттл» («Космический челнок») и закрытая советская программа МТКС «Энергия –Буран», разработанная, но так и не использованная в прикладной практике, а также ряд нереализованных бывших (например, «Спираль», МАКС и др. АКС) и вновь разрабатываемых (например, «Байкал-Ангара») проектов. Вопреки ожиданиям, «Спейс шаттл» не смог обеспечить снижение стоимости доставки грузов на орбиту; кроме того, пилотируемые МТКС характеризуются сложным и длительным этапом предстартовой подготовки (из-за повышенных требований по надёжности и безопасности при наличии экипажа).

Присутствие человека. Ракеты для пилотируемых полётов должны обладать большей надёжностью (также на них устанавливается система аварийного спасения); допустимые перегрузки для них ограничены (обычно не более 3-4,5 единиц). При этом сама ракета-носитель является полностью автоматической системой, выводящей в космическое пространство аппарат с людьми на борту (это могут быть как пилоты, способные осуществлять непосредственное управление аппаратом, так и так называемые «космические туристы»).

60 лет назад, 21 августа 1957 года, с космодрома Байконур была успешно запущена первая в мире межконтинентальная баллистическая ракета (МБР) Р-7. Это детище ОКБ-1 Сергея Королёва легло в основу целого семейства советских ракет-носителей, получившего прозвище «семёрка». Появление Р-7 позволило СССР разработать оружие сдерживания США и запустить первый искусственный спутник Земли. RT рассказывает об истории создания и значении первой в мире МБР.

Необходимость создания межконтинентальной баллистической ракеты была вызвана отставанием СССР в ядерной гонке. После победы во Второй мировой войне главной угрозой безопасности Советского Союза стала американская ракетно-ядерная программа.

В первой половине 1940-х годов США обзавелись не только атомной бомбой, но и стратегическими бомбардировщиками, способными её доставлять. На вооружении Штатов находился B-29 Superfortress (который сбросил бомбы на Хиросиму и Нагасаки), а в 1952 году появился B-52 Stratofortress, который мог долететь до любой точки СССР.

В середине 1950-х годов Советский Союз создал эффективный на тот момент носитель ядерного боезаряда. Параллельно с работой по проектированию первого стратегического бомбардировщика (Ту-16) усилия конструкторов были сосредоточены на разработке межконтинентальной баллистической ракеты. ОКБ-1 под руководством Сергея Королёва и другим институтам СССР удалось достичь на этом пути значительных успехов. Очень быстро советская конструкторская мысль отошла от копирования немецкой баллистической ракеты «Фау-2» и начала создавать уникальные образцы.

Испытанная 60 лет назад Р-7 стала своеобразным итогом более 10 лет напряжённого труда учёных и предметом гордости советских граждан. «Семёрка» стала технологическим фундаментом для появления ракет-носителей «Восток», «Восход», «Молния» и «Союз».

Невероятная задача

Конструирование ракеты Р-7 началось в ОКБ-1 в 1953 году, хотя постановление ЦК КПСС и Совета министров СССР о начале работ было опубликовано 20 мая 1954 года.

Королёву поручили создать МБР, способную нести термоядерный заряд на расстояние до 10 тыс. км.

12 апреля 1961 года Королёв вместе со своим коллективом осуществил успешный запуск космического корабля «Восток-1» с космонавтом Юрием Гагариным на борту.

12 апреля 1961 года Королёв вместе со своим коллективом осуществил успешный запуск космического корабля «Восток-1» с космонавтом Юрием Гагариным на борту

Для испытаний Р-7 было необходимо создавать новую инфраструктуру. В 1955 году в казахстанских степях под руководством генерала Георгия Шубникова началось строительство Научно-исследовательского испытательного полигона №5, который позже превратится в космодром Байконур.

В середине 1956 года на Опытном заводе №88 в подмосковных Подлипках (сейчас - Королёв) были изготовлены три макета Р-7, а в декабре 1956 года - первое лётное изделие 8К71.

15 мая 1957 года произошло первое испытание Р-7. Спустя 98 секунд полёта ракета начала стремительно терять высоту и, преодолев около 300 км, упала. После серии неудачных тестов конструкторам удалось исправить недостатки.

Ракета Р-7, 1957 год / Официальный сайт РКК "Энергия" им. С. П. Королева

21 августа в 15:25 в небо поднялся образец Р-7, ракета пролетела 6 314 км. Это означало, что Советский Союз создал первую в мире МБР.

По общепринятой классификации, баллистическую ракету считают межконтинентальной, если её дальность превышает 5,5 тыс. км.

Образец Р-7 долетел до испытательного полигона «Кура» на Камчатке, но на высоте 10 км его головная часть разрушилась от термодинамических нагрузок. К концу 1958 года в конструкцию Р-7 было внесено свыше 95 изменений, которые позволили устранить все технические проблемы.

На вооружении

Серийное производство Р-7 стартовало в 1958 году на авиационном заводе №1 имени Сталина. Процесс принятия на вооружение ракеты затянулся из-за начавшегося строительства стартовой станции вблизи Плесецка (Архангельская область), на месте которой сейчас расположен космодром.

Длина Р-7 составляла 31,4 м. Масса ракеты превышала 280 тонн, при этом 250 тонн приходилось на топливо, 5,4 тонны - на головную часть. Заявленная дальность МБР - 8 тыс. км.

Сигналы с летящей ракеты принимались наземной станцией. Главный пункт радиоуправления «семёркой» состоял из двух больших павильонов и 17 грузовых автомобилей. Данные о боковом движении, скорости удаления МБР автоматически обрабатывались ЭВМ, которая посылала ракете команды.

Ракета доставлялась на полигон по железнодорожным путям в виде разобранных блоков. Время подготовки к запуску столь массивной конструкции могло превышать 24 часа. Усовершенствованные варианты Р-7 позволили сократить время подготовки к запуску, улучшить точность и повысить дальность до 12 тыс. км.

Основное достоинство Р-7 заключалось в её универсальности. Первая в мире МБР легла в основу конструкции множества ракет-носителей. Практически все отечественные ракеты, которые используются для запуска в космос, относятся к семейству Р-7 - королёвской «семёрке».

Сложно переоценить историческое значение первой межконтинентальной баллистической ракеты. Р-7 произвела настоящую научно-техническую революцию, плодами которой пользуется современная Россия.

4 октября 1957 года облегчённый вариант МБР вывел на орбиту первый искусственный спутник Земли.

3 ноября 1957 года Р-7 вывела на орбиту первое живое существо - собаку Лайку. А 12 апреля 1961 ракета-носитель «Восток» запустила в космос корабль «Восток-1», на борту которого находился Юрий Гагарин.