Невероятно, но факт!






купонлар.ру
Главная / Космос / Носители легкого класса США

Носители легкого класса США

РН Athena-1В 1993 г. фирмой Lockheed была начата программа создания семейства РН LLV (Lockheed Launch Vehicle) малой и средней грузоподъемности. Первый пуск первой РН этого семейства – двухступенчатой твердотопливной РН LLV-1 малой грузоподъемности после неоднократных задержек из-за различных неполадок был осуществлен в августе 1995 г., однако закончился неудачей.

Характеристики РН LMLV таковы:

  • LMLV-1 грузоподъемностью порядка 1,0 т и более – двухступенчатая, длина 14,0 м, стартовая масса 66,3 т;
  • LMLV-2 грузоподъемностью 2,0 т и более – трехступенчатая, длина 23,0 м, стартовая масса 121,5 т;
  • LMLV-3 грузоподъемностью до 4,0 т – трехступенчатая с навесными ускорителями.
  • Запуск ПН с помощью этих РН предполагается осуществлять на низкую околоземную орбиту. В то же время имеются планы разработки дополнительной ступени, позволяющей выводить ПН на геостационарную орбиту, а также к другим планетам.

    На первой ступени РН LMLV устанавливается РДТТ Castor-120 фирмы Thiokol. Этот же РДТТ устанавливается на второй ступени РН LMLV-2 и LMLV-3. На последней ступени (второй у РН LMLV-1 и третьей у РН LMLV-2 и LMLV-3) устанавливается РДТТ Orbus-21D, изготавливаемый компанией Pratt & Whitney (отделением фирмы UTS). На навесных ускорителях РН LMLV-3 устанавливается РДТТ Castor-4A фирмы Thiokol.

    Впервые ракета-носитель Athena-2 была использована для запуска АМС Lunar Prospector 7 января 1998 г. Стоимость носителя в этом случае составила 26 млн дол. Планируемые стоимости пусков составляют 14 млн дол. для РН Athena-1 и 18 млн дол. для РН Athena-2. Для РН семейства LMLV характерна быстрая подготовка к пуску при небольшом числе занятого в операциях обслуживающего персонала, что обеспечивает низкий уровень расходов. Стартовая команда согласно планам будет составлять 25 – 30 человек, причем в фургоне управления пуском имеется только восемь рабочих мест.

    Программой создания семейства РН LMLV предусматривается установка ПН за три дня до пуска. Бригада операторов, работающих в одну смену, должна обеспечить пуск РН LMLV-1 за 15 дней, РН LMLV-2 – за 18 дней, а РН LMLV-3 – за 25 дней. По мнению зарубежных специалистов, носители LMLV-1 и LMLV-2 составят конкуренцию РН Pegasus и Taurus фирмы Orbital Sciences, которые пока доминируют на рынке РН малой грузоподъемности. Фирмой EER Systems в инициативном порядке велась разработка РН Canestoga. Запуск одной из модификаций РН Canestoga состоялся в 1982 г.

    Второй запуск твердотопливной ракеты-носителя Canestoga-1620 был осуществлен в 1995 г. с полигона на острове Уоллопс. В качестве ПН была орбитальная платформа Meteor-1, предназначенная для проведения в условиях космического полета различных промышленно-технологических экспериментов. Однако запуск был неудачный, и на 40-й секунде полета ракету подорвали.

    Ракета-носитель Canestoga-1620 высотой 15,4 м представляет собой сборку из семи твердотопливных двигателей Castor-4. Четыре РДТТ образуют первую ступень, два – вторую и один центральный – третью ступень. Для верхней (четвертой) ступени используется РДТТ Star-63F. При стартовой массе 87,3 т ракета Canestoga-1620 позволяет вы-водить на орбиты высотой 180 км и наклонением 28° ПН массой 1,2 т, а на полярные орбиты с той же высотой – объекты массой около 1,0 т. При первом запуске масса ПН составляла 944 кг. Ее предполагалось вывести на орбиту высотой 450 км и наклонением 40°.

    Стоимость запуска планировалась в размере 10…20 млн. дол. Фирмами Microcosm и Space Machine Engineering (г. Торранс, шт. Калифорния) по заказу и при финансовой РН Athena-2поддержке лаборатории им. Филлипса ВВС ГИТА с 1983 г. разрабатывается семейство многоцелевых РН Skorpios нового поколения, основными особенностями которых являются простота конструкции, включая ДУ, а также использование новейших композиционных материалов и перспективной технологии изготовления с широким применением компьютеров при относительно невысоких затратах. При подготовке к пуску таких РН и для обслуживания не понадобится портальный кран, а для обслуживания ПН – башня обслуживания. Например, РН Liberty этого семейства имеет высоту всего 9 м, обеспечивая тем самым легкий доступ к отсеку ПН.

    Конструкция базовой РН Skorpios – пятиступенчатая. Первые 4 ступени имеют 7 связок двигателей по 7 в каждой, т.е. всего 49 двигателей. Предполагается создать РН следующего класса: SR-S – зондирующая ракета (сверхлегкая), SR-1 – зондирующая ракета, SR-3-РН легкого класса (для микроКА), Liberty – РН легкого класса, “Эксэдэс” – РН среднего класса. Относительно характеристик РН известна лишь масса ПН, запускаемых на различные орбиты (табл.). Стоимость выведения ПН с помощью РН Skorpios среднего класса не должна превышать 8 млн дол.

    Компания Platforms International Inc. (Редлэнд, шт. Калифорния), являющаяся разработчиком беспилотных систем, недавно открыла космическое отделение и ведет переговоры о поставках оборудования для осуществления первого проекта этого отделения – разработки ракеты-носителя Space Ray для запуска коммерческих спутников.

    По мнению разработчиков, Space Ray является единственной системой, удовлетворяющей всем критериям, установленным “Исследованиями коммерческих космических транспортных операций” (CSTS – Commercial Space Transportation Study) для идеальной коммерческой РН – грузоподъемности, доступности, надежности, стоимости и удобству для пользователей.

    По мнению представителей Platforms International, система Space Ray имеет неплохие шансы занять лидирующее положение именно в этом секторе рынка, потому что использует уже имеющиеся и испытанные в полете компоненты, отсутствует необходимость разработки новых технологий или создания новых образцов техники. Достижение лидерства предполагается за счет размещения заказов на разработку системы Space Ray в организациях, имеющих большой опыт проектирования космической техники.

    Разработчики Space Ray рассчитывают вдвое снизить стоимость запуска спутников на орбиту по сравнению с конкурирующими системами за счет отказа от обычной в таких случаях чрезвычайно дорогостоящей наземной инфраструктуры. Полностью многоразовая ракета с горизонтальными стартом и посадкой позволит осуществлять “запуск по запросу” и “оплату по факту запуска” в отличие от типичных для сегодняшнего дня трехлетних контрактов с постепенными авансовыми платежами. Таким образом, можно будет уменьшить срок окупаемости запуска с нескольких месяцев до нескольких часов, учитывая широкую номенклатуру возможных конфигураций полезных грузов.

    ВВС США приступили к реализации планов использования снятых с вооружения МБР Minuteman в качестве ракет-носителей. Соответствующую доработку предлагается проводить в рамках выполняемой ВВС программы MSLS, включающей переоснащение 43 ракет Minuteman для использования запусков суборбитальных и орбитальных объектов. Разница между суборбитальной и орбитальной ракетой Minuteman состоит в числе ступеней. Для запуска суборбитальных объектов требуются две ступени МБР Minuteman-2. Для выхода на орбиту требуется еще и третья ступень МБР Minuteman-2 или Minuteman-3 или другая верхняя ступень.

    Программа MSLS была начата в 1992 г.,когда ВВС заключили контракт на сумму около 40 млн дол., включающий доработку МБР Minuteman для суборбитальных запусков и одного демонстрационного орбитального запуска в начале 1996 г. Исполнителем программы с 1995 г. является фирма Lockheed Martin Astronautus (Денвер, шт. Колорадо). Юридической основой программы является директива президента США “Национальная политика в области космических транспортных систем” (NSTS), которая разрешает запускать на орбиту спутники государственных ведомств с использованием снятых с вооружения боевых ракет.

    При этом должны выполняться следующие условия:

  • использование ракет для решения задач заказывающего ведомства;
  • соответствие положениям договоров о контроле вооружений;
  • меньшая стоимость по сравнению с готовыми коммерческими ракетами-носителями;
  • утверждение каждого решения об орбитальном запуске конверсированных ракет на уровне министра обороны.
  • Ключевым аспектом программы MSLS является демонстрация стоимостной эффективности использования снятых с вооружения ракет. По данным экспертов, затраты на запуск ракеты Pegasus, которая выступает реальным конкурентом ракетам Minuteman, составляют 10…12 млн дол. по сравнению с расчетными издержками в 5…8 млн. дол. для РН по программе MSLS.

    РН Pegasus-XL под фюзеляжем самолета-носителя L-1011По данным ВВС,производственные затраты на доработку одной МБР Minuteman в суборбитальную ракету составляют 3,5 млн дол., а в РН для запуска орбитальных объектов – 4 млн дол. Издержки на подготовку РН к запуску и использование полигонных средств оцениваются в 2…4 млн дол. Кроме того,по неофициальным расчетам, ракета Pegasus представляется довольно дорогостоящим средством для запуска малоразмерных объектов, а РН, создаваемые по программе MSLS, позволят запускать экспериментальные спутники массой 225…360 кг,которые невозможно доставлять на орбиту другими средствами.

    ВВС приняли решение запустить в 1998 г. спутник MightySat-2, оснащенный секретной экспериментальной аппаратурой, конверсионной МБР Minuteman, используемой в качестве РН. Ранее его запуск намечалось осуществить с помощью МТКС Space Shuttle.

    В новой трехступенчатой РН Minuteman в качестве маршевой ступени используются две нижние ступени МБР Minuteman-2 и третья ступень МБР Minuteman-3. Эта РН обеспечит доставку на орбиту объектов массой до 150 кг. Для реализации проекта ВВС через лабораторию Филлипса заключили с фирмой Spectrum Astro (Феникс, шт. Аризона) контракт на сумму 23,5 млн дол., предусматривающий изготовление пяти спутниковых платформ и всего дополнительного оборудования, сборку РН и выполнение целевых операций.

    Фирмой Orbital Sciences Corp. в инициативном порядке была разработана крылатая РН с воздушным стартом Pegasus. Первый пуск РН Pegasus с самолета В-52 состоялся в 1990 г. РН Pegasus твердотопливная, трехступенчатая. Стартовая масса – 18,6 т, длина – 14,9 м. Полезная нагрузка, выводимая на круговую орбиту высотой 460 км и наклонением 90°, составляла 0,27 т. Стоимость пуска – 11,5 млн дол.

    Его характеристики сходны с базовой моделью Pegasus. Однако за счет удлинения первой и второй ступеней повышена грузоподъемность РН на 18 %. При стартовой массе 23,6 т Pegasus-XL обеспечивает выведение на низкую околоземную орбиту высотой 256 км и наклонением 28° ПН массой 0,45 т. Стоимость пуска составляет 6,5…13,5 млн дол.

    По состоянию на 1 января 1999 г. осуществлено 24 запуска РН типа Pegasus, выведено 56 КА. Имеются сообщения, что фирма Orbital Sciences Corp. планировала разработку новой, более мощной модификации крылатой РН с воздушным стартом Pegasus-Turbo.

    Для повышения грузоподъемности до 1,02 т при запуске ПН на низкую околоземную орбиту фирма намечала дополнительно установить на первой ступени два турбореактивных двигателя. По оценке специалистов, новая модификация РН должна быть на 25…30 % дороже существующей, но благодаря повышению грузоподъемности удельная стоимость выведения 1 кг ПН в космос должна быть ниже на 40 %. Стартовая масса РН Pegasus-Turbo составит 20,8 т.

    РН Pegasus-Turbo по грузоподъемности должна занять промежуточное положение между РН Pegasus и созданной той же фирмой РН Taurus с наземным стартом. Начало полетов РН Pegasus-Turbo планировалось на 1995 г., однако сообщений об этом не поступало. РН Taurus была разработана компанией Orbital Sciences Corp. (OSC) как надежное и эффективное по стоимости средство запуска КА массой до 1360 кг на низкие околоземные орбиты и до 360 кг на геосинхронную орбиту.
    РН Taurus

    Taurus представляет собой четырехступенчатую ракету, созданную на основе РН воздушного базирования Pegasus. Ступени РН Taurus официально нумеруются с нулевой по третью. Общая длина носителя около 27 м, стартовая масса – 68 т. В проекте были использованы перспективные технологии в области конструкции и систем управления, а носитель создавался как транспортабельная РН, запуски которой возможны из различных точек по желанию заказчика и с коротким сроком исполнения заказа.

    Первый пуск РН Taurus состоялся 13 марта 1994 г. и прошел успешно. Ракета вывела на орбиту два военно-исследовательских КА – STEP-МО и DARPASAT. За прошедшее после него время OSC разработала усовершенствованный вариант носителя с увеличенной массой полезного груза и доступным для него объемом. При пуске 10 февраля 1998 г. носитель Taurus 2210 имел более мощную первую ступень. В первом пуске первой ступенью являлась доработанная первая ступень МБР Peacekeeper (MX), а во втором – аналогичный, но специально изготовленный ракетный блок с двигателем Castor-120 компании Thiokol Corp. Кроме того, использовался более широкий головной обтекатель (диаметром 2337 мм вместо 1575 мм). Для размещения совместно с основной ПН двух дополнительных КА использовался адаптер DPAF (Dual Payload Attach Fitting), который был отстрелен на орбите. Вместе с адаптером полезной нагрузки DPAF длина третьей ступени составляет 2,21 м, диаметр – 1,6 м, масса – 511 кг.

    Третий пуск РН Taurus состоялся 3 октября 1998 г. с полезной нагрузкой МО. Фирма Orbital Sciences планирует разработку современной РН средней грузоподъемности этого РН Pegasus-XL после отделения от самолетасемейства – Taurus-2. По массе ПН эта РН относится к тому же классу, что и американские РН Delta-2 и Titan-2. Она должна быть оснащена последней ступенью с ЖРД производства Германии, работающими на двухкомпонентном топливе и первоначально разработанными для РН Ariane-5.

    РН Taurus-2 является новейшей концепцией, появившейся в арсенале американских разработок, направленных на замену устаревших одноразовых РН на более эффективные по критерию “стоимость-эффективность”. Администрацией и Конгрессом США эти разработки поддерживаются в большей степени, чем дорогостоящие программы создания многоразовых носителей.

    По сообщению президента фирмы Orbital Sciences, фирма готова выделить 20…25 млн дол. на разработку РН Taurus-2 в том случае, если будет получено достаточное число заказов на запуски ПН с помощью этой РН. Приблизительно такие же финансовые средства были затрачены фирмой на создание базовой РН Taurus и модификации Pegasus-XL РН с воздушным стартом.

    РН Taurus-2 имеет несколько конкурентов. Среди них – РН семейства LMLV. Эскизный проект РН Taurus-2 должен был быть готов еще к 1995 г.,а первый демонстрационный полет был намечен на конец 1996 – начало 1997 г. Однако по состоянию на 1 января 2000 г. пусков Taurus-2 не производилось. РН Taurus-2 представляет собой двух- и трехступенчатую модификации твердотопливной РН Taurus с инерциальной системой уп-равления. На первой ступени РН Taurus-2 установлен РДТТ Castor-120 фирмы Thiokol, являющийся модификацией РДТТ первой ступени МБР MX.

    На второй ступени также используется РДТТ Castor-120. ЖРД последней ступени РН, получившие название “Эстус”, работают на монометилгидразине (горючее) и четырехокиси азота (окислитель). ЖРД “Эстус” был разработан, как уже говорилось, в качестве двигателя последней ступени создаваемой РН Ariane-5. PH Taurus-2 способна выводить полезную нагрузку массой 2,3 т на круговую околоземную орбиту высотой 185 км и наклонением 28,5°. Ее гру-зоподъемность может быть увеличена путем использования на первой ступени навесных стартовых ускорителей с РДТТ Castor-4 фирмы Thiokol и достигать 5,0 т (в случае использования восьми указанных РДТТ). При выведении КА на геостационарную орбиту с помощью РН Taurus-2 с восемью навесными ускорителями с РДТТ Star-48 на ступени довыведения масса ПН может достигать 1,8 т.

    Конструкторы пытались создать РН, использующую обтекатель и переходники, как у РН Delta, которые, по их мнению, являются стандартными для К А этой массы. Эта РН с обтекателем (как у РН Delta) диаметром 3,05 м испытывает такие же динамические нагрузки. КА соединяется с РН Taurus-2 при помощи таких же электрических и механических разъемных соединений, которые имеются у РН Delta. Данные об удельной стоимости пуска РН Taurus-2 противоречивые (от 2,2 до 11,0 тыс. дол. за 1 кг ПН). Во всяком случае, это вполне позволяет, по мнению специалистов, РН Taurus-2 конкурировать с существующими и предлагаемыми РН подобной грузоподъемности.

    Американская организация California Commercial Spaceport (CCS) работает над созданием более совершенной стартовой позиции на Западном испытательном полигоне для РН на основе РДТТ Castor-120. РН Taurus-2 также сможет стартовать с этого стартового комплекса. Кроме того, фирма Orbital Sciences входит в группу Spaceport Florida Authority (SFА), получившую от МО США грант в размере 2,15 млн дол. на создание стартовой позиции для РН малой и средней грузоподъемности на территории Восточного полигона, принадлежащей ВВС.

    Фирмой Martin Marietta создана двухступенчатая жидкостная РН Titan-2SLV, представляющая собой модификацию снятых с вооружения МБР Titan-2. Первый запуск одной из модифицированных для использования в качестве носителя ракеты Titan-2 был осуществлен в 1988 г. К началу 1995 г. были использованы 5 ракет из 13. Запуски модифицированных РН Titan-2SLV могут осуществляться с авиабазы ВВС Ванденберг (стартовый комплекс SLC-4W) и с мыса Канаверал (стартовая площадка 19).

    Проводимая фирмой Martin Marietta модификация предусматривает следующие основные работы:

  • замену штатного переднего отсека конструкцией, рассчитанной на монтаж полезной нагрузки;
  • замену обтекателя головной части обтекателем полезной нагрузки;
  • установку телеметрического оборудования и средств аварийного подрыва ракеты;
  • модификацию бортовой кабельной сети.
  • Для МБР Titan-2, модифицированных в РН Titan-2SLV, предусмотрена переборка двигателей и их огневые испытания после повторной сборки на заводе фирмы Aerojet General. Предусмотрен также профилактический осмотр топливных магистралей ракеты с проведением гидростатических испытаний. Установка двигателей на ракете будет осуществляться на базе ВВС Ванденберг.

    Стартовая масса РН Titan-2SLV составляет 150 т. С помощью этого носителя могут выводиться следующие ПН:

  • на низкую круговую орбиту высотой 185 км и наклонением 28,5° – до 3 т;
  • на низкую круговую орбиту высотой 185 км и наклонением 63,5° – 2,36 т;
  • на низкую полярную орбиту высотой 185 км – 2,17 т.
  • Космонавтика

    Космонавтика как наука, а затем и как практическая отрасль, сформировалась в середине XX века. Но этому предшествовала увлекательная история рождения и развития идеи полета в космос, начало которой положила фантазия, и только затем появились первые теоретические работы и эксперименты. Так, первоначально в мечтах человека полет в космические просторы осуществлялся с помощью сказочных средств или сил…

    Ресурсные причины реструктуризации

    В 1990 – 1992 гг. в США произошел спад производства в высокотехнологическом секторе промышленности (который включает и аэрокосмическую отрасль). Причина спада – сокращение государственных капиталовложений в науку и технику, осваиваемых промышленностью в порядке выполнения государственных программ. Если в 1987 г. эти вложения составляли 57,9 млрд. дол., то в 1996 г. – 47,4 млрд. дол. Из…

    Перспективные направления совершенствования энергетических и двигательных установок ракетно-космической техники

    Двигательные и энергетические установки (ЭУ) ракетно-космических комплексов относятся к числу наиболее трудоемких, сложных в отработке и производстве подсистем. Уровень энергомассового совершенства, ресурс активного функционирования, надежность, технико-экономические показатели ДУ и ЭУ во многом определяют функциональные возможности и технико-экономическую эффективность ракетно-космического комплекса в целом. Сроки разработки и отработки новых образцов ДУ и ЭУ весьма длительны – 5-7…

    Международно-правовой режим военно-космической деятельности

    Международно-правовой режим, регламентирующий решение в космосе военных вопросов, не успевает за экспансивным развитием ракетно-космической техники и технологий. Принимаемые политические меры также до конца не способны обеспечить эффективный контроль за эволюцией космических вооружений, надежно заключая их в “прокрустово ложе” международных договоров и соглашений. Бурное развитие космических систем, усиление их роли в поддержании боеспособности современных вооруженных сил…

    Тяжелые носители Европейского космического агентства

    При создании европейских носителей использовался принцип постепенного совершенствования существующих систем, считающийся традиционным в самолетостроении. Это показывают различные модификации РН, в том числе РН Ariane-4. В отличие от них тяжелая Ariane-5 – новый шаг вперед во всех отношениях, поэтому эта РН, как предполагают западноевропейские специалисты, должна стать первой моделью новой серии. С помощью РН Ariane-5 предусматривается…

    Опыт и принципы космического страхования

    В России космическое страхование появилось в начале 1990-х гг. Этот период для космической деятельности характеризуется расширением практики создания и эксплуатации космических систем и комплексов на коммерческой основе, выходом ряда предприятий ракетно-космической отрасли на внешний рынок. В связи с этим актуальными становятся вопросы повышения экономической защиты космических проектов, прежде всего за счет созда-ния эффективно действующей системы…

    Сравнительная оценка вариантов стартовых комплексов

    Стартовый комплекс – это составная часть космического комплекса, предназначенная для проведения предстартовой подготовки средств выведения и космических объектов и осуществления их пуска. Стартовые комплексы различаются по следующим признакам: класс ракеты-носителя: легкий; средний; тяжелый; сверхтяжелый; способ сборки и транспортировки: горизонтальная; вертикальная; метод подготовки ракеты космического назначения: фиксированный; мобильный; смешанный; место дислокации: материковый (наземный, заглубленный и подземный);…

    Комплексы управления КА Европейского космического агентства

    Европейское космическое агентство – ЕКА (ESA – European Spase Agency) создано в 1975 г. для содействия сотрудничеству европейских стран в области космических исследований, разработки космической техники и поиску ее прикладного использования. Первоначально в ЕКА вошли 11 стран (Франция,ФРГ, Великобритания, Италия, Испания, Швеция, Бельгия, Дания, Нидерланды, Ирландия, Швейцария). Впоследствии в ЕКА вошли Норвегия, Австрия, Канада, Финляндия….

    Многофункциональные конструкции

    Благодаря объединению функций электроники, датчиков, систем распределения электропитания и терморегулирования с применением очень легких модульных конструкций на борту перспективных КА не будет кабелей и связанных с шиной распределительных коробок. Это позволит снизить массу КА почти в 10 раз, а занимаемый аппаратурой объем в 2 раза. Электронные модули на множестве микросхем будут монтироваться непосредственно на конструкции…

    Состояние и перспективы развития комплексов и средств единого Государственного НАКУ КА

    В составе единого Государственного НАКУ будут эксплуатироваться как современные средства, так и большое количество морально и физически устаревшей техники. На рис. представлены обобщенные показатели по выработке ресурса средств НАКУ МО, который является ядром единого Государственного НАКУ. Из рис. следует, что более 70 % средств НАКУ МО находятся за пределами гарантийного ресурса (имеют 2 или 3-ю…

    Все права защищены ©2006-2017. Перепечатка материалов с сайта возможна только с указанием ссылки на сайт – Невероятно, но факт!. Email: hi@poznovatelno.ru
    Рейтинг@Mail.ru