Rakety rodiny R-7

Rakety rodiny R-7 jsou rodinou nosných raket odvozených od mezikontinentální balistické rakety R-7 (běžně nazývané semjorka (sedmička, семёрка) cestou postupné výrazné modernizace.

Zdařilost a jako výsledek spolehlivost konstrukce, a také na mezikontinentální balistickou raketu vysoká nosnost dovolila využít R-7 jako nosnou raketu. Postupná modernizace motorů i přidání dalších stupňů vedla k růstu hmotnosti vynášeného užitečného zatížení, spolehlivosti a zvýšení spektra řešených úkolů.

Nosné rakety právě této rodiny otevřely lidem kosmickou éru, jimi byly, mimo jiné, vyvedeny na oběžnou dráhu první umělá družice Země Sputnik 1, první družice s živým tvorem na palubě i první pilotovaná kosmická loď Vostok 1. Dodnes jsou všechny ruské pilotované lodě vypouštěny raketami této rodiny.

V souvislosti s tím, že nejpočetnějšími^[1] zástupci rodiny jsou varianty raket Sojuz, je tento název někdy používán pro označení celé rodiny raket.

Všeobecné údaje

U rakety R-7 se motory prvního i druhého stupně zažehují současně na startu, taková konfigurace je proto pro odlišení od „čistě“ dvoustupňového schématu často označována za jedenapůlstupňovou. V americkém prostředí jsou takto uspořádané nosiče považovány za jednostupňové s přidanými pomocnými motory, tvořícími nultý stupeň.

Rakety rodiny jsou charakteristické konstrukčním schématem zděděným po R-7. Raketa R-7, první sovětská mezikontinentální balistická střela, byla dvoustupňová (přesněji jedenapůlstupňová) raketa, s paralelním uspořádáním stupňů. První stupeň tvořily čtyři boční kuželovité bloky označované jako bloky B, V, G, a D (podle druhého až pátého písmene azbuky), umístěné do kříže kolem druhého stupně, označovaného jako blok A. Ve všech blocích byly používány čtyřkomorové vysokotlaké kapalinové raketové motory s otevřeným cyklem, v prvním stupni motory RD-107 (výrobní typové označení 8D74), v druhém stupni motor RD-108 (8D75). Jako kapalné pohonné látky se používaly v obou stupních kerosin T-1 jako palivo a podchlazený kapalný kyslík jako okysličovadlo. Trup druhého stupně se nad bodem horního upevnění bloků prvního stupně mírně rozšiřoval. Paralelní uspořádání Koroljov zvolil z důvodu dosažení co nejmenší délky sestavené rakety, přičemž maximální průměr i délka jednotlivých bloků byly omezeny požadavky na možnost přepravy dílů železnicí z výrobního závodu na kosmodrom, eventuálně bojová stanoviště.

Využití

V současnosti jsou využívány následující rakety rodiny:

Sojuz 2

Uživateli raket jsou Kosmická vojska Ruska a Roskosmos. Kromě toho existuje mezinárodní společnost Starsem (ze star = hvězda a sem - semjorka) zajišťující vypuštění užitečného zatížení nosnými raketami dané rodiny z kosmodromů Bajkonur a Kourou

Přehled nosných raket rodiny R-7

Blok (motor) – uvedeno je označení bloku a příslušný motor, u prvního stupně má každý blok svůj jeden motor.
Nosnost, není-li uvedeno jinak, je míněna na LEO (kruhovou nízkou dráhu – 200 km), při startu z Bajkonuru.
Počet startů je uveden k 28. prosinci 2011. Celkem k tomuto datu proběhlo 26 (9 neúspěšných) startů rakety R-7, 28 (2 neúspěšné) startů rakety R-7A a 1729 startů nosných raket od R-7 odvozených.^[1]

Název rakety	Index GRAU	1. stupeň bloky motor	2. stupeň blok motor	3. stupeň blok motor	4. stupeň blok motor	Ve službě	Startů (neúspěšných)	Nosnost (kg)	Výška (m)	Průměr (m)	Hmotnost (t)
Sputnik	8К71PS	B, V, G, D RD-107	A RD-108	–	–	1957	2 (0)^[1]	500	29,167	10,3	267
Sputnik-3	8А91	B, V, G, D RD-107	A RD-108	–	–	1958	2 (1)^[1]	1 327	31,000	10,3	269,3
Poljot	11A59	B, V, G, D RD-107	A RD-108	–	–	1963–1964	2 (0)^[1]	1 400	30,0	10,3	277
Luna	8К72, 8K72L	B, V, G, D RD-107	A RD-108	E RD-0105	–	1958–1960	26 (8)^[1]	4 550	33,5	10,3	279
Vostok	8К72К	B, V, G, D RD-107	A RD-108	E RD-0109	–	1960–1964	26 (8)^[1]	4 730	38,246	10,3	287
Vostok-2	8А92	B, V, G, D RD-107	A RD-108	E RD-0109	–	1962–1967	45 (5)^[1]	4 730	38,246	10,3	287
Vostok-2M	8А92М	B, V, G, D RD-107	A RD-108	E RD-0109	–	1964–1991	94 (2)^[1]	3 800	38,246	10,3	287
Voschod	11A57	B, V, G, D RD-107	A RD-108	I RD-0108	–	1963–1976	299 (14)^[1]	5 900	44,628	10,3	298
Molnija	8К78	B, V, G, D RD-107MM	A RD-108MM	I RD-0107	L C1-5400	1960–1965	40 (11)^[1]	1 500 (k Měsíci)	43,440	10,3	305
Molnija-M	8К78М	B, V, G, D RD-107MM	A RD-108MM	I RD-0110	L C1-5400	1964–2010	297 (21)^[1]	2 000 na GTO	43,44	10,3	305
Sojuz	11А511	B, V, G, D RD-107	A RD-108	I RD-0110	-	1966–1975	32 (2)^[1]	6 450	50,67	10,3	308
Sojuz-L	11А511L	B, V, G, D RD-107	A RD-108	I RD-0110	-	1970–1971	3 (0)^[1]	5 500	44,0	10,3	305
Sojuz-M	11А511М	B, V, G, D RD-107	A RD-108	I RD-0110	–	1971–1976	8 (0)^[1]	6 600	50,670	10,3	310
Sojuz-U	11А511U	B, V, G, D RD-117	A RD-118	I RD-0110	–	1973–2017	786 (22)^[1]	6 950	51,1	10,3	313
Sojuz-U2	11А511U2	B, V, G, D RD-117	A RD-118	I RD-0110	–	1982–1996	70 (0)^[1]	7 050	51,1	10,3	313
Sojuz-FG	11А511FG	B, V, G, D RD-107A	A RD-108A	I RD-0110	–	2001–2019	70 (1)^[1]	7 130	49,476	10,3	305
Sojuz 2.1a	14А14	B, V, G, D RD-107A	A RD-108A	I RD-0110	–	od 2004	43 (3)^[1]	7 020	49,476	10,3	305
Sojuz 2.1b	14А14	B, V, G, D RD-107A	A RD-108A	I RD-0124	–	od 2006	50 (3)	8 250	49,476	10,3	311
Sojuz 2.1v	14A15	A NK-33-1	I RD-0124	–	–	od 2013	6 (1)	2 850	44,0	3,0	158
Sojuz-2-3		B, V, G, D RD-107A	A NK-33-1	I RD-0124	–	projekt	–	10 000

Sputnik

Nosné rakety Sputnik byly fakticky mezikontinentální balistickou střelou R-7, pouze bojovou hlavici nahradila družice. Touto raketou byly vypuštěny první sovětské umělé družice Země.

Luna

Raketa verze Luna se odlišovala od verze Sputnik přidáním třetího stupně – bloku E s motorem RD-0105 o tahu 49 kN. Tato raketa vynesla do vesmíru první tři sondy programu Luna. Také je označována jako Vostok L

Vostok

Odlišovala se od verze Luna modernizovaným motorem třetího stupně (RD-0109 o tahu 55 kN). Právě tato raketa byla použita v programu Vostok, prvním sovětském programu pilotovaných letů.

Voschod

V raketě Voschod byl použit nový třetí stupeň, nazvaný blok I, se znatelně výkonnějším motorem RD-0108 (tah 295 kN). Byla použita pro vynesení kosmických lodí řady Voschod, později pro družice Zenit.

Molnija

Modifikace rakety Vostok, konstruovaná paralelně k verzi Voschod. Odlišovala se přítomností čtvrtého stupně, bloku L, a modernizovanými motory všech ostatních stupňů. Byla určena pro vynášení spojových družic řady Molnija na silně eliptické dráhy a pro vypouštění meziplanetárních sond.

Sojuz

Další modifikace rakety Voschod, s novým motorem třetího stupně - RD-0110. Umožnila vynášení nového typu pilotovaných kosmických lodí – lodí Sojuz.

Sojuz-U

Modernizovaná raketa Sojuz, s lepšími motory prvního a druhého stupně. Raketa byla zkonstruována jako náhrada všech dosavadních verzí raket rodiny R-7 s výjimkou Molniji, proto byla označena Sojuz-U jako unifikovaný (унифицированный).

Raketa byla využívána od roku 1973 do 2017 a je se 786 starty do 22. února 2017^[1] nejmasovější nosnou raketou vůbec.

Sojuz-U2

Varianta rakety Sojuz-U používající v motorech prvního a druhého stupně syntetický kerosin (sintin, синтин) místo obvyklého rafinovaného kerosinu T-1. Změna paliva umožnila zvýšit hmotnost nákladu o v průměru 200 kg. První start se uskutečnil v prosinci 1982, roku 1996 bylo rozhodnuto o ukončení produkce této verze v souvislosti se zastavením výroby sintinu, jeho vysokou cenou a problémy s motory rakety určené pro vypuštění lodi Sojuz TM-24.^[2]

Sojuz-FG

Modernizovaná verze Sojuzu-U se zdokonalenými motory prvního a druhého stupně. Motory byly vybaveny novým systémem vstřikování paliva, což přineslo o 5% vyšší nosnost.

Opětné zvýšení nosnosti řešilo problémy vzniklé vyřazením rakety Sojuz-U2, při použití raket Sojuz-U pro vypuštění lodí Sojuz TM se třemi kosmonauty bylo, vzhledem k její nižší nosnosti, nutno hlídat každý kilogram váhy posádky a vybavení.

Raketa byla používaná od roku 2001 do 2019.

Sojuz 2

Další modernizace Sojuzu-U, paralelní k Sojuzu-FG. Ve verzi Sojuz 2.1a jsou motory s tělesem rakety shodné s verzí Sojuz-FG. Hlavním prvkem modernizace je však nový řídící systém. Dosavadní dva analogové systémy řízení (jeden systém pro první dva stupně a druhý pro vyšší stupně) jsou nahrazeny jediným digitálním. Nová raketa tak má výrazně vyšší přesnost a manévrovatelnost za letu, možnost využívat kryty nákladu o větším průměru. Raketa má nižší náročnost na pozemní přípravu startu.

Ve verzi Sojuz 2.1b má raketa i nový motor třetího stupně – RD-0124, který přinesl zvýšení hmotnosti vynášeného nákladu o jednu tunu.

První start Sojuzu 2.1a proběhl 8. listopadu 2004, Sojuzu 2.1b 27. prosince 2006. Do 18. září 2009 se uskutečnilo sedm startů.

Verze upravené pro potřeby startů z guyanského kosmodromu Kourou jsou značeny Sojuz-ST, přesněji Sojuz STA pro raketu odvozenou od Sojuzu 2.1a a Sojuz STB pro potomka Sojuzu 2.1ba.

Sojuz 2.1v

Také označován Sojuz 1. Projektovaná jako lehká nosná raketa vzniklá ze Sojuzu 2.1b odebráním čtyř bloků prvního stupně a nahrazením motoru RD-108A centrálního stupně A motory NK-33-1 (pozůstalé po raketě N-1, v budoucnu se počítá s obnovením výroby).

Sojuz 2-3

Projektovaná nosná raketa vzniklá ze Sojuzu 2.1b náhradou motoru RD-108A centrálního stupně za motor NK-33-1. Zvětší se průměr dolní části centrálního bloku, nosnost rakety je předpokládána 10 tun na nízkou dráhu z Bajkonuru, 10,7 tuny z Kourou.^[3]^[4]

Odkazy

Reference

V tomto článku byly použity překlady textů z článků Ракеты-носители семейства Р7 na ruské Wikipedii a R-7 (rocket family) na anglické Wikipedii.

↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j ^k ^l ^m ⁿ ^o ^p ^q ^r ^s ГНПРКЦ "ЦСКБ-Прогресс". ЦСКБ-Прогресс [online]. Samara: 2004, rev. 2012 [cit. 2012-02-19]. Kapitola Статистика пусков ракет-носителей, изготовленных ГНПРКЦ "ЦСКБ-Прогресс" (на 28.12.2011 г.). Dostupné v archivu pořízeném dne 2010-02-04. (rusky)
↑ ŠINKOVIČ, O. Ракеты-носители. Прекращение эксплуатации РН “Союз-У2”. Новости космонавтики [online]. 1996 [cit. 2009-9-18]. Čís. 12/13. Dostupné online.
↑ ГНПРКЦ "ЦСКБ-Прогресс". ЦСКБ-Прогресс [online]. Samara: [cit. 2012-02-19]. Kapitola Союз-2-3. Dostupné v archivu pořízeném dne 2010-02-04. (rusky)
↑ ИА REGNUM. Самарский Центр "ЦСКБ-Прогресс" планирует увеличить мощность ракет-носителей "Союз" [online]. 2008-7-16 [cit. 2012-02-19]. Dostupné online. (rusky)