Невероятно, но факт!
Главная / Космос / Средства выведения нового поколения на базе универсального ракетного блока

Средства выведения нового поколения на базе универсального ракетного блока

Экологические проблемы и стремление к повышению конкурентоспособности РН “Ангара” делают весьма актуальным появление в перспективе всеазимутальных вариантов РН, не требующих для своей эксплуатации отчуждения районов падения отделяющихся частей на суше. С этой целью ракетные блоки первой ступени РН должны оснащаться системой спасения самолетного типа, обеспечивающей их возвращение в район старта после отделения от РН. При этом головной обтекатель и другие отделяющиеся фрагменты, например переходной отсек, выводятся за счет использования энергетики второй ступени на баллистическую траекторию с падением в акваторию Мирового океана.

Оптимальный вариант аэродинамической схемы многоразового ракетного блока (МРБ), минимизирующий потери в энергетике РН, обусловленные установкой системы спасения, базируется на концепции беспилотного однорежимного летательного аппарата, оптимизированного для выполнения дозвукового крейсерского полета в район старта и оснащенного двухпозиционным крылом большого удлинения, раскрывающимся после отделения МРБ от РН, вспомогательным двухконтурным воздушно-реактивным двигателем и оперением, скомпонованным по нормальной аэродинамической схеме. В отличие от других вариантов всеазимутальных средств выведения, например воздушно-кос-мического самолета или одноступенчатой РН, двухступенчатая РН с МРБ не имеет критических технологий и может быть реализована уже в настоящее время при максимальном использовании имеющегося в ракетной технике и авиации научно-технического задела. При комплексной оптимизации конструктивно-баллистических характеристик и программ управления потери, обусловленные установкой системы спасения первой ступени и зависящие от выбранной трассы запуска, не превышают 35…50 % от массы полезной нагрузки, выводимой на низкую круговую орбиту.

Проектно-баллистические исследования МРБ легкого класса с двигателем РД-191 показывают,что предлагаемый вариант компоновки первой ступени обладает универсальностью и позволяет в случае необходимости создать на его базе целый ряд перспективных РН легкого, среднего и тяжелого классов грузоподъемностью от 2 до 22 т, использующих в качестве компонентов топлива кислород и керосин.

В настоящее время в ГКНПЦ им. М.В. Хруничева совместно с НПО “Молния” ведется разработка многоразовых ускорителей “Байкал” для применения в составе носителей семейства “Ангара” вместо одноразовых универсальных модулей-ускорителей. Такие многоразовые ускорители создаются с максимальным использованием задела по одноразовым модулям-ускорителям, в конструкцию которых сразу закладывается возможность их многократного использования.

Применение таких многоразовых ускорителей помимо снижения удельной стоимости выведения позволит также:

  • полностью или частично ликвидировать поля падения отработавших частей РН;
  • обеспечить всеазимутальность при запусках на орбиты с различными наклонениями;
  • высвободить производственные мощности для выполнения других задач.

Многоразовый ускоритель создается по концепции “прилетающих назад” аппаратов (flyback). Его основой является ракетный модуль с ЖРД, конструкция которого во многом идентична одноразовому модулю-ускорителю РН семейства “Ангара”. Параметры и характеристики носителя и траектории выведения выбираются таким образом,чтобы в максимальной степени сохранить конструкцию универсального ракетного модуля. Выбор скорости разделения ступеней, соответствующей числу М = 6-7, позволил отказаться от теплозащитного покрытия конструкции, что решающим образом сказывается на стоимости межполетного обслуживания.

Разработка РН на базе многоразового ускорителя "Байкал":Для ориентации отработавшего ускорителя перед входом в плотные слои атмосферы он оснащен реактивной системой управления. После входа ускорителя в атмосферу и предварительного торможения осуществляется планирование с помощью поворотного крыла, управление полетом производится аэродинамическими органами управления. Планирование переходит в моторный полет, когда включаются два воздушнореактивных двигателя, установленных в носовой части многоразового ускорителя. Управляемый собственным бортовым комплексом управления ускоритель возвращается на аэродром вблизи стартового комплекса, где совершает посадку на выдвижное колесное шасси самолетного типа. Энергопитание в полете осуществляется системой энергоснабжения, а сбор и передачу на Землю необходимой информации о состоянии и функционировании ускорителя проводит бортовой измерительный комплекс.

Ряд основных элементов и систем многоразового ускорителя заимствован или разрабатывается на основе существующих конструкций. Это, несомненно, уменьшает технический риск и объем необходимых испытаний,однако остается достаточно большой объем экспериментальных и испытательных работ. В первую очередь это относится к определению и подтверждению аэродинамических характеристик полета многоразового ускорителя после его отделения от ракеты-носителя до посадки на аэродром. Такие испытания уже проведены в ЦАГИ, ГКНПЦ им. М.В. Хруничева и НПО “Молния” на масштабных моделях многоразового ускорителя.

Стартуя со стартового комплекса, расположенного на российском космодроме Плесецк, в составе РН семейства “Ангара”, многоразовый ускоритель сможет при возвращении совершать посадку на аэродроме Перо, входящем в состав этого космодрома. После нейтрализации остатков топлива на заправочно-нейтрализационной станции и доставки в монтажно-испытательный корпус ускоритель пройдет межполетную подготовку и будет готов для повторного использования в составе РН.

Летные испытания многоразового ускорителя должны начаться в 2004 г. в составе РН “Ангара-1.2” легкого класса. Таким образом, при использовании многоразовых ускорителей ракеты-носители семейства “Ангара” станут сами “частично многоразовыми”, имеющими многоразовые первые ступени, составленные из модулей – многоразовых ускорителей, и одноразовые верхние ступени. Такие ракеты-носители смогут успешно конкурировать на мировом космическом рынке. По проведенным оценкам, частично многоразовые РН семейства “Ангара” по удельной стоимости выведения будут предпочтительнее не только одноразовых, но и полностью многоразовых носителей, находящихся в настоящее время в разработке.

Носители среднего класса США

Фирма Lockheed Martin использует для коммерческих запусков три двухступенчатых РН семейства Atlas-Centaur: Atlas-2, Atlas-2A, Atlas-2AS. С 1997 г. не используется их предшественница РН Atlas-1. Эти РН способны выводить КА на орбиту, переходную к геостационарной, и различаются между собой главным образом грузоподъемностью. Эксплуатируемая с 1991 г. РН Atlas-2 (табл.) с 1995 г. производится только в г….

Эволюция и тенденции развития комплексов управления КА за рубежом

До середины 1960-х гг. для управления конкретными типами КА создавались специализированные сети слежения. Они разрабатывались разными фирмами, имели свою аппаратуру управления КА и наземные станции. Это относится к большинству гражданских и военных КА того периода. Недостатком такой организации управления КА было быстрое увеличение числа наземных станций слежения при их относительно малой загрузке, что привело к…

Основные тенденции развития космонавтики в России

Космическая деятельность относится к категории высших государственных приоритетов России вне зависимости от социально-экономических реформ и преобразований и, безусловно, должна базироваться на государственной поддержке – политической, экономической, юридической. В основу ее организации должен быть положен программно-целевой подход, основанный на выделении приоритетных целей космической деятельности и разработке программы их достижения, определяющей главные цели и задачи космической деятельности…

Многоразовые космические системы

Современный уровень развития науки и техники, имеющийся задел в разработке элементной базы многоразовых космических систем (МКС) и созданная к настоящему времени экспериментальная база, а также существующая технология производства в ракетно-космической и авиационной отраслях промышленности позволяют уже в ближайшем будущем рассматривать вопросы, связанные с проектированием и разработкой перспективных МКС. В настоящее время достаточно четко сформировались три…

Назначение и область применения наземного комплекса управления

Под наземным комплексом управления (НКУ) понимают совокупность наземных радиотехнических и вычислительных средств с соответствующим методическим и математическим обеспечением, предназначенных для управления полетом КА и контроля работы его бортовых систем. НКУ функционирует в период орбитального полета КА от момента отделения его от ракеты-носителя до прекращения активного существования. Основные целевые задачи НКУ могут быть сформулированы следующим образом:…

Международно-правовые основы осуществления космической деятельности

Основополагающие нормы и принципы общего международного права в полной мере относятся и к космической деятельности. К таким общим принципам ее организации и практического осуществления относятся, в частности, принципы запрещения национального присвоения, свободного доступа, международной ответственности. Общепризнанным координирующим международным центром по развитию этих принципов в направлении разработки конкретных норм космического права считается Генеральная Ассамблея ООН. Свидетельство…

Носители среднего класса стран Европейского космического агентства

Западноевропейский космический консорциум Arianespace уже более 10 лет эксплуатирует семейство РН среднего класса Ariane-4 (первый пуск РН Ariane-4 был осуществлен 15 июня 1988 г.), коэффициент надежности которой составляет 0,97. Модификации этой РН позволили вывести около 1400 спутников. Ниже описаны модификации, эксплуатируемые в настоящее время. В процессе реализации программы создания трехступенчатой РН Ariane-4 было изготовлено 6…

Направление реструктуризации аэрокосмической промышленности

Аэрокосмическая промышленность – одна из динамично развивающихся, наукоемких, прибыльных и перспективных отраслей мировой экономики. В последние годы эта отрасль охвачена процессами, которые изучаются многими специалистами различного профиля – политологами, экономистами, юристами и т.д. Этот интерес вызван стремлением понять и, по возможности, направлять эти процессы, прогнозировать их дальнейший ход и последствия. Разные авторы используют свои термины…

Качественный скачок в развитии орбитальных средств

Учитывая перспективы развития и совершенствования науки и технологий, прогнозируемые потребности государственных и коммерческих структур в использовании космоса,можно сделать вывод, что характерной чертой космической деятельности в XXI в. будет не только стремление к достижению новых количественных и качественных рубежей в развитии космических систем, но и создание новых высокотехнологичных космических средств и систем различного целевого назначения, затрагивающих…

Пилотируемая космонавтика – магистральное направление

История пилотируемой космонавтики началась 12 апреля 1961 г., когда советский летчик-космонавт Юрий Гагарин совершил первый космический полет продолжительностью 108 минут и навсегда вошел в историю развития нашей цивилизации. Это событие аккумулировало в себе титанические усилия и накопленный научно-технический потенциал ракетно-космической отрасли СССР. Пилотируемое освоение космоса давалось нелегко. Достижения и свершения сопровождались потерями и трагедиями. Мрачный…

Все права защищены ©2006-2020. Перепечатка материалов с сайта возможна только с указанием ссылки на сайт – Невероятно, но факт!.
Email: hi@poznovatelno.ru