Стартова вага ракети протон. Ракета-носій «Протон-М»: характеристика, запуск, аварія
Таким чином, усі радянські, а згодом і російські космічні кораблі ТКС, Л-1/«Зонд», ШСЗ, орбітальні та міжпланетні станції (Салют-ДОС, Алмаз), модулі Миру та МКС виводилися на орбіту ракетоносіями серії «Протон». До середини 2000-х років найбільшого поширення набула модифікація «Протон-М». На її частку припадає переважна більшість виведених на орбіту космічних апаратів(Федеральних російських та комерційних іноземних).
Спочатку УР-500 (універсальна ракета) проектувався і створювався як орбітальна і міжконтинентальна балістична ракета здатна доставити надпотужну (100 мегатонн і більше) термоядерну боєголовку в будь-яку точку планети. Однак передбачався і варіант використання її як ракети-носія важких супутників. 16 липня 1965 року відбувся перший запуск двоступеневої РН УР-500. Як корисне навантаження виступав космічний апарат Н-4 № 1 «Протон-1». Загалом у період з 65 по 66 рік здійснено чотири запуски.
У рамках радянської «місячної програми» з липня 1965 року розробляється новий триступеневий РН УР-500К (8К82К «Протон-К») і паралельно розпочиналося проектування четвертого ступеня. Офіційно, днем народження РН «Протон-К» вважають 10 березня 1967 року, коли було здійснено запуск триступеневої ракети з блоком Д і КК 7К-Л1П («Космос-146»).
Незважаючи на значні успіхи та велику кількість вдалих конструктивних рішень, кількість аварій було занадто велике (у період із березня 1967 по серпень 1970 – 21 пуск, і лише 6 цілком успішних). Це відстрочило прийняття РН "Протон-К" на озброєння до 1978 року (після 61 пуску). Крайній запуск ракети цього класу здійснено 30 березня 2012 року. Вона була зібрана у ДКНВЦ ім. М. В. Хруничева наприкінці 2000-х років зберігалася в арсеналі. Мета запуску – виведення на орбіту останнього супутника серії УС-КМО. При цьому востаннє застосовувався розгінний блок версії ДМ-2. В даний час "Протон-К" знято з виробництва. З 1967 по 2012 рік ракетоносії цієї серії запускалися 310 разів. Триступінчастий варіант "Протон-К" використовувався для доставки ПН (корисного навантаження) на так звані низькі орбіти, а чотириступінчасті - на орбіти високоенергетичні. На висоту в 200 км «Протон» міг піднімати до 21 т ПОНЕДІЛОК, і на ДСО (геостаціонарну орбіту) - до 2,6 т.
2001 року, ДКНВЦ ім. М. В. Хруничева перейшов на випуск нової модифікації 8К82КМ, інакше – «Протон-М». Сучасна ракета перевершує попередні модифікації щодо екологічності. Крім того, на ній встановлюють нові розгінні блоки - 14С43 Бриз-М, завдяки яким з'явилася можливість значно збільшити корисне навантаження під час підйому на геоперехідну та геостаціонарну орбіти. Ракета-носій «Протон-М» оснащується високоточною. цифровою системоюкерування на основі бортового цифрового обчислювального комплексу. І, нарешті, можна було збільшити розмір обтічників порівняно з попередніми РН «Протон-К».
Компонування триступеневого РН «Протон»
Перший ступінь виконано у формі блоків. Центральний має хвостовий відсік, бак окислювача та перехідний відсік. Навколо нього симетрично розміщено шість бічних блоків. Кожен із них розділений на передній відсік, бак для пального та хвостовий відсік. В останньому розміщується маршовий рідинний ракетний двигун типу РД-253. Таким чином, можна сказати, що рухова установка першого ступеня включає шість автономних рідинних ракетних двигуна. Їхній запуск відбувається методом прориву піромембран, розташованих на вході в двигун. Двигун РД-253 має систему подачі палива з допалюванням генераторного газу.
Другий ступінь виконано у формі циліндра. Відсіки: перехідний, паливний та хвостовий. Двигуна установка складається з трьох РД-0210 та одного 0211 (усі автономні). Завдання РД-0211 – забезпечити наддув паливного бака. Всі вони можуть відхилятися в тангенціальних напрямках на кут до 3°15". Сумарна тяга рухової установки дорівнює 2352 кН в порожнечі. Запуск двигунів другого ступеня відбувається до включення ЗРД першого ступеня, завдяки чому відбувається «гарячий» принцип поділу щаблів. А саме:
Тяга двигунів другого ступеня стає більшою від залишкової тяги ЖРД першого ступеня;
- піроболти, що з'єднують ферми сходів, підриваються;
- Сходи починають розходиться;
- продукти згоряння, що виходять з камер ЖРД другого ступеня, впливають на тепловий екран першого ступеня і відштовхують її.
Третій ступінь включає три відсіки (приладовий, паливний і хвостовий) циліндричної форми. Забезпечена одним маршовим ЗРД.
Силові установки всіх щаблів ракети-носія «Протон» використовують однакові компоненти палива. Це несиметричний диметилгідразин (інакше гептил або НДМГ), хімічна формулаякого - (CH3)2N2H2, а також тетраоксид азоту - N2O4. Ці компоненти відносяться до розряду особливо токсичних, і вимагають обережного поводження. Їх використання обумовлено можливістю збільшити надійність рухової установки та спрощення її конструкції за рахунок самозаймання паливної суміші.
Усі запуски РН "Протон" відбуваються виключно з космодрому Байконур. Там на початку 1965 року збудували стартовий та технічний комплекси – два робочі місця (майданчик 92/1) та дві пускові установки (майданчик 81). Додатковий стартовий комплекс (майданчик 200) було закінчено наприкінці 70-х. Вартість одного запуску РН типу «Протон», в середньому, коштує $80 - $100 млн або 2,4 млрд рублів.
Протон (УР-500 - Універсальна ракета, Протон-К, Протон-М) - ракета-носій (РН) важкого класу, призначена для виведення автоматичних космічних апаратів на орбіту Землі і далі в космічний простір. Розроблена в 1961-1967 роках у підрозділі ОКБ-23 (нині ДКНВЦ ім. М. В. Хруничева), який був частиною ОКБ-52 В. Н. Челомея. Вихідний двоступінчастий варіант носія "Протон" (УР-500) став одним з перших носіїв середньо-важкого класу, а триступінчастий "Протон-К" - важкого, поряд з американською РН "Сатурн-1Б".
Відео пуску ракети Протон-М
РН «Протон» стала засобом виведення всіх радянських та російських орбітальних станцій «Салют-ДОС» та «Алмаз», модулів станцій «Мир» та МКС, які планувалися пілотованими. космічних кораблівТКС та Л-1/«Зонд» (радянської місячно-облітної програми), а також важких ШСЗ різного призначення та міжпланетних станцій.
З середини 2000-х років основною модифікацією ракети-носія "Протон" стала РН "Протон-М", яка використовується для запуску як федеральних російських, так і комерційних іноземних космічних апаратів.
Конструкція
Перший варіант ракети-носія "Протон" був двоступінчастим. Наступні модифікації ракети, "Протон-К" і "Протон-М", запускалися або в трьох (на опорну орбіту), або в чотирьохступінчастому варіантах (з розгінним блоком).
РН УР-500
Ракета-носій (РН) УР-500 («Протон», індекс ГРАУ 8K82) складалася з двох ступенів, перший з яких був розроблений спеціально для цієї РН, а другий успадкований від проекту ракети УР-200. У цьому варіанті РН "Протон" була здатна виводити 8,4 т корисного вантажу на низьку навколоземну орбіту.
Перший ступінь
Перший ступінь складається з центрального та шести бічних блоків, розташованих симетрично навколо центрального. Центральний блок включає перехідний відсік, бак окислювача і хвостовий відсік, у той час як кожен з бічних блоків прискорювача першого ступеня складається з переднього відсіку, баку пального і хвостового відсіку, в якому закріплений двигун. Таким чином, рухова установка першого ступеня складається із шести автономних маршових рідинних ракетних двигунів (ЖРД) РД-253. Двигуни мають турбонасосну систему подачі палива з допалюванням генераторного газу. Запуск двигуна здійснюється шляхом прориву піромембран на вході двигуна.
Другий ступінь
Другий ступінь має циліндричну форму і складається з перехідного, паливного та хвостового відсіків. Двигуна установка другого ступеня включає чотири автономних маршових ЖРД конструкції С. А. Косберга: три РД-0210 і один - РД-0211. Двигун РД-0211 є доопрацюванням двигуна РД-0210 для забезпечення наддуву паливного бака. Кожен з двигунів може відхилятися на кут до 3° 15" у тангенціальних напрямках. Двигуни другого ступеня також мають турбонасосну систему подачі палива і виконані за схемою з допалюванням генераторного газу. Загальна тяга рухової установки другого ступеня становить 2352 кН у вакуумі. Двигуни раніше початку виключення маршових ЗРД першого ступеня, що забезпечує «гарячий» принцип поділу щаблів. впливаючи на тепловий екран, гальмують і відштовхують перший щабель.
РН "Протон-К"
Ракета-носій (РН) «Протон-К» була розроблена на базі двоступінчастої РН УР-500 з деякими змінами на другому ступені та з додаванням третього та четвертого ступенів. Це дозволило збільшити масу ПН на низькій навколоземній орбіті, і навіть виводити космічні апарати більш високі орбіти.
Перший ступінь
У початковому варіанті РН "Протон-К" успадкувала перший ступінь РН УР-500. Пізніше, на початку 1990-х років, тяга двигунів першого ступеня РД-253 була збільшена на 7,7%, і новий варіант двигуна отримав назву РД-275.
Другий ступінь
Другий ступінь РН «Протон-К» був розроблений на базі другого ступеня РН УР-500. Для збільшення маси ПН на орбіті було збільшено обсяги паливних баків та змінено конструкцію ферменного перехідного відсіку, що з'єднує її з першим ступенем.
Третій ступінь
Третій ступінь РН "Протон-К" має циліндричну форму і складається з приладового, паливного та хвостового відсіків. Як і другий ступінь, третій ступінь РН «Протон-К» також був розроблений на базі другого ступеня РН УР-500. Для цього вихідний варіант другого ступеня РН УР-500 був укорочений, і на ній було встановлено один маршовий РР замість чотирьох. Тому маршовий двигун РД-0212 (конструкції С. А. Косберга) по будові та роботі аналогічний двигуну РД-0210 другого ступеня і є його модифікацією. Цей двигун складається з маршового однокамерного двигуна РД-0213 та чотирикамерного кермового двигуна РД-0214. Тяга маршового двигуна 588 кН у порожнечі, а кермового - 32 кН у порожнечі. Поділ другого ступеня відбувається за рахунок тяги рульового ЗРД третього ступеня, що запускається до виключення маршових ЗРД другого ступеня, і гальмування частини другої ступеня, що відокремлюється, наявними на ній шістьма твердопаливними двигунами 8Д84. Відділення корисного вантажу здійснюється після вимкнення рульового двигуна РД-0214. При цьому третій ступінь гальмується чотирма твердопаливними двигунами.
Система управління РН "Протон-К"
РН "Протон-К" оснащена автономною інерційною системою управління (СУ), що забезпечує високу точність виведення ПН на різні орбіти. СУ була спроектована під керівництвом Н. А. Пілюгіна та використала низку оригінальних рішень на основі гіроскопів, розробка яких почалася раніше на ракетах Р-5 та Р-7.
Прилади СУ розміщуються у приладовому відсіку, розташованому на прискорювачі третього ступеня. Клепаний негерметизований відсік приладу виконаний у вигляді торової оболонки обертання прямокутного поперечного перерізу. У відсіках тора розміщені основні прилади СУ, виконаної за тройованою схемою (з потрійним резервуванням). Крім того, в приладовому відсіку розташовані прилади системи регулювання швидкості, що здається; прилади, що визначають параметри кінця активної ділянки траєкторії, і три гіростабілізатори. Командно-керуючі сигнали також побудовані з використанням принципу троювання. Таке рішення підвищує надійність та точність виведення космічних апаратів.
Використовуване паливо
Як компоненти палива у всіх щаблях ракети використовуються несиметричний диметилгідразин (НДМГ, також відомий як гептил) (CH3)2N2H2 і тетраоксид азоту N2O4. Самозаймиста паливна суміш дозволила спростити рухову установку і збільшити її надійність. У той же час, компоненти палива є дуже токсичними і вимагають крайньої обережності в обігу.
Поліпшення в РН "Протон-М"
З 2001 по 2012 рік ракета-носій "Протон-К" поступово була замінена на новий модернізований варіант носія, РН "Протон-М". Хоча в основному конструкція РН «Протон-М» базується на РН «Протон-К», серйозні зміни були зроблені в системі управління РН, яка була повністю замінена на нову досконалу систему управління на основі бортового цифрового обчислювального комплексу (БЦВК). З використанням нової СУ на РН "Протон-М" досягаються наступні поліпшення:
- більш повна вироблення бортового запасу палива, що збільшує масу ПГ на орбіті і зменшує залишки шкідливих компонентів у місцях падіння перших ступенів РН, що відпрацювали;
- скорочення розмірів полів, що відводяться для падіння відпрацьованих перших ступенів РН;
- можливість просторового маневру на активній ділянці польоту розширює діапазон можливих способів опорних орбіт;
- спрощення конструкції та збільшення надійності багатьох систем, чиї функції тепер виконує БЦВК;
- можливість встановлення головних обтічників великих розмірів (до 5 м у діаметрі), що дозволяє більш ніж удвічі збільшити обсяг для розміщення корисного вантажу та використовувати на РН «Протон-М» низку перспективних розгінних блоків;
- швидка зміна польотного завдання.
Ці зміни, у свою чергу, призвели до поліпшення масових характеристик ракети-носія «Протон-М». Крім того, модернізація РН "Протон-М" з розгінним блоком (РБ) "Бриз-М" проводилася і після початку їх використання. Починаючи з 2001 року РН та РБ пройшли чотири етапи модернізації (Фаза I, Фаза II, Фаза III та Фаза IV), метою яких було полегшення конструкції різних блоків ракети та розгінного блоку, збільшення потужності двигунів першого ступеня РН (заміна РД-275 на РД -276), і навіть інші удосконалення.
РН "Протон-М" 4-го етапу
Типовий варіант РН "Протон-М", що експлуатується в даний час, називається "Phase III Proton Breeze M" (РН "Протон-М" - РБ "Бриз-М" третьої фази). Цей варіант здатний вивести на геоперехідну орбіту (ГПО) ПГ масою до 6150 кг, використовуючи звичайну трасу виведення (з нахилом 51,6 °) і ПГ масою до 6300 кг, використовуючи оптимізовану трасу з нахилом 48 ° (з залишковою ΔV до ГСО /с).
Тим не менш, у зв'язку з постійним збільшенням маси телекомунікаційних супутників і неможливістю використовувати оптимізовану трасу з нахилом 48° (оскільки ця траса не обумовлена в "Договорі оренди космодрому Байконур", і щоразу, пускаючи "Протон" за цим способом, це необхідно додатково узгоджувати з Казахстаном), вантажопідйомність РН "Протон-М" була збільшена. У 2016 році ДКНВЦ ім. М. В. Хруничева завершило 4-й етап модернізації РН "Протон-М" - "Бриз-М" ("Phase IV Proton Breeze M"). В результаті проведених удосконалень маса виведеної на ГПО корисного навантаження системи була збільшена до 6300-6350 кг на стандартній трасі (нахилення 51,6 °, залишкова ΔV до ДСО 1500 м/с) і до 6500 кг при виведенні на супер синхронну орбіту (орбіт висотою в апогеї до 65 000 км). Перший пуск удосконаленого носія відбувся 9 червня 2016 із супутником Intelsat 31.
Подальші покращення РН Протон-М
- Збільшення тяги двигунів першого ступеня.
- Застосування високоенергетичних молекулярних комплексів, які розчиняються в обох компонентах висококиплячого палива.
- Зниження енергетичних і гідравлічних втрат у трактах турбонасосних агрегатів двигуна шляхом використання спеціальних присадок з полімерних матеріалів, високомолекулярний поліізобутилен (ПІБ) Використання пального з присадкою ПІБ дозволить збільшити масу корисного вантажу, що виводиться на перехідну до геостаціонарної орбіти на 1,8%.
Розгінні блоки
Для виведення корисного навантаження на високі, перехідні до геостаціонарних, геостаціонарні та відлітні орбіти використовується додатковий ступінь, що називається розгінним блоком (РБ). Розгінні блоки дозволяють здійснювати багаторазові включення свого маршового двигуна та реорієнтацію у просторі для досягнення заданої орбіти. Перші розгонні блоки для РН "Протон-К" були зроблені на базі ракетного блоку Д носія Н-1 (його п'ятого ступеня). Наприкінці 1990 р. ДКНВЦ ім. М. У. Хруничева розробив новий розгінний блок «Бриз-М», що у РН «Протон-М» поруч із РБ сімейства Д.
Блок ДМ
Розробка блоку Д велася в ОКБ-1 (зараз РКК «Енергія» імені С. П. Корольова). У складі РН "Протон-К" з середини 60-х років блок Д зазнав кількох модифікацій. Після модифікації, спрямованої на підвищення вантажопідйомності та зниження вартості блоку Д, РБ став називатися «Блок-ДМ». Модифікований розгінний блок мав час активного існування 9 годин, кількість запусків двигуна була обмежена трьома. В даний час використовуються розгінні блоки моделей ДМ-2, ДМ-2М та ДМ-03 виробництва РКК «Енергія», у яких кількість включень була збільшена до 5.
Блок Бриз-М
"Бриз-М" - розгінний блок для ракет-носіїв "Протон-М" та "Ангара". «Бриз-М» забезпечує виведення космічних апаратів на низькі, середні, високі орбіти та ДСО. Застосування розгінного блоку «Бриз-М» у складі ракети-носія «Протон-М» дозволяє збільшити масу корисного навантаження, яке виводиться на геостаціонарну орбіту, до 3,5 т, а на перехідну орбіту до більш ніж 6 т. Перший запуск комплексу «Протон -М» – «Бриз-М» відбувся 7 квітня 2001 року.
Перехідні системи
При стандартній схемі виведення механічне та електричне з'єднання КА з РБ «Бриз-М» здійснюється за допомогою перехідної системи, що складається із ізогридного вуглепластикового або металевого адаптера та системи поділу (СР). Для виведення на геостаціонарні орбіти можуть використовуватися кілька різних перехідних систем, що розрізняються діаметром кільця кріплення КА: 937, 1194, 1664 і 1666 мм. Конкретний адаптер та система поділу вибираються залежно від конкретного КА. Адаптери, що використовуються в РН «Протон-М», розроблені та виготовляються ДКНВЦ ім. М. В. Хруничева, а системи розподілу виробляються фірмами RUAG Space AB, ДКНВЦ ім. М. В. Хруничева та EADS CASA Espacio.
Як приклад можна навести систему поділу 1666V, яка складається із замкової стрічки, що з'єднує КА та адаптер між собою. Стрічка складається з двох частин, стягнутих за допомогою сполучних болтів. У момент поділу РБ і КА пирогильотини системи поділу перерубують сполучні болти замкової стрічки, після чого стрічка розкривається, і за рахунок звільнення восьми пружинних штовхачів (кількість може змінюватися в залежності від типу системи поділу, що використовується), розташованих на адаптері, здійснюється відділення КА від РБ.
Електричні системи та системи телеметрії даних
Крім основних механічних блоків, згаданих вище, РН «Протон-М» налічує низку електричних систем, які використовуються протягом усього підготовки до пуску і пуску РКН. За допомогою цих систем здійснюється електричне та телеметричне з'єднання КА та систем РН з пультовою 4102 під час підготовки до пуску, а також збір телеметричних даних під час польоту.
Головні обтічники
За весь час експлуатації РН «Протон» з нею використовувалося багато різних головних обтічників (ГО). Тип обтічника залежить від типу корисного вантажу, модифікації РН і розгінного блоку, що використовується. Скидання ГО здійснюється в початковий період роботи прискорювача третього ступеня. Циліндрична проставка скидається після відокремлення космічної головної частини. Класичні стандартні обтічники РН Протон-К і Протон-М для виведення КА на низькі орбіти без РБ мають внутрішній діаметр 4,1 м (зовнішній 4,35 м) і довжину 12,65 м і 14,56 м відповідно. Так, наприклад, обтічник цього типу використовувався під час запуску РН «Протон-К» з модулем «Зоря» для МКС 20 листопада 1998 року.
Для проведення комерційних запусків у комплектації з блоком «ДМ» використовуються головні обтічники довжиною 10 м, зовнішнім діаметром 4,35 м (максимальна ширина ПН має бути не більше 3,8 м). У разі використання РБ «Бриз-М» стандартний обтічник при проведенні одиночних комерційних запусків має довжину 11,6 м та при проведенні подвійних комерційних запусків – 13,2 м. В обох випадках зовнішній діаметр ГО дорівнює 4,35 м.
Головні обтічники виробляються ФГУП ОНВП «Технологія» у місті Обнінськ. Калузька область. ГО виготовляється з кількох обичайок, які є тришаровими конструкціями з алюмінієвим стільниковим заповнювачем і обшивками з вуглепластику, що містять посилення і вирізи для люків. Використання матеріалів цього типу дозволяє досягти зниження маси порівняно з аналогом з металів та склопластику не менше ніж на 28-35 %, підвищити жорсткість конструкції на 15 % та покращити акустичні характеристики у 2 рази.
У разі комерційних запусків через компанію ILS, яка здійснює маркетинг пускових послуг РН «Протон» на міжнародному ринку, використовуються альтернативні ГО більшого розміру: довжиною 13,3 м та 15,25 м та діаметром 4,35 м. Крім того, для збільшення можливостей РН "Протон-М" активно вивчається можливість використання ГО 5-метрового діаметру. Це дозволить запускати супутники більшого розміру та підвищить конкурентоспроможність РН "Протон-М" проти його основного конкурента "Аріан-5", який вже використовується з ГО діаметром 5 м.
Варіанти конфігурації
РН "Протон" (УР-500) існувала тільки в одній конфігурації - 8K82. РН Протон-К і Протон-М за багато років експлуатації використовували різні типи розгінних блоків. Крім того, РКК, виробник РБ ДМ, оптимізувала свої вироби для конкретних корисних навантажень і кожній новій конфігурації надавала нове найменування. Так, наприклад, різні конфігурації РБ 11С861-01 могли мати різні назви в залежності від корисного навантаження: Блок-ДМ-2M, Блок-ДМ3, Блок-ДМ4 і т.д.
Складання РН «Протон-М»
Складання та підготовка до запуску РН «Протон-М» проходять у монтажно-випробувальних корпусах (МІК) 92-1 та 92А-50 на території «майданчика 92».
В даний час в основному використовується МІК 92-А50, який був добудований та вдосконалений у 1997-1998 роках. Крім того, у 2001 році була здана в експлуатацію єдина оптоволоконна система. дистанційного керуваннята контролю космічних апаратів (КА), яка дозволяє замовникам проводити підготовку КА на технічному та стартовому комплексах безпосередньо з пультової, розміщеної у МІК 92А-50.
Складання РН в МІК 92-А50 проходить в наступному порядку:
- Блоки РН «Протон» доставляються до МІК 92-А50, де кожен блок перевіряється автономно. Після цього проводиться складання ракети-носія. Складання першого ступеня виконується в спеціальному стапелі «револьверного» типу, що суттєво знижує трудовитрати та підвищує надійність складання. Далі повністю зібраний пакет із трьох ступенів піддається комплексним випробуванням, після чого дається висновок про готовність його до стикування з космічною головною частиною (КГЧ);
- Контейнер з КА доставляється в зал 102 МІКу 92-А50, де проводяться роботи з очищення зовнішніх поверхонь і підготовчі операції для розвантаження;
- Далі КА витягується з контейнера, готується та заправляється компонентами палива в чистовому залі 103А. Там проводяться перевірки КА, після чого він перевозиться в сусідній зал 101 для складання з розгінним блоком;
- У чистовому залі 101 (технічний комплекс збирання та перевірки КГЧ) проводиться стикування КА з РБ «Бриз-М»;
- КГЧ перевозиться до чистової зали 111, де проводяться складання та випробування ракети космічного призначення (РКН) «Протон-М»;
- Через кілька днів після завершення електричних випробувань повністю зібрана РКН вивозиться з МІКу на паливно-заправну станцію для заправки баків низького тиску розгінного блоку Бриз-М. Ця операція триває два дні;
- Після завершення заправки проводиться засідання Державної комісії за підсумками робіт, виконаних на технічному та стартовому комплексах РН «Протон». Комісія приймає рішення про готовність РКН до встановлення на стартовому майданчику;
- РКН встановлюється на стартовому майданчику.
Складання РН «Протон-К» проводиться в МІК 92-1. Цей МІК був основним до введення в експлуатацію МІКу 92-А50. У ньому знаходяться технічні комплексискладання та перевірки РН «Протон-К» та КГЧ, де також здійснюється стикування КГЧ з РН «Протон-К».
Стандартна схема польоту РН "Протон-М" з РБ "Бриз-М"
Для виведення космічних апаратів на геостаціонарну орбіту РН «Протон-М» слідує стандартній схемі виведення з використанням штатної траси польоту для забезпечення точності падіння частин ракети-носія, що відокремлюються, в заданих районах. В результаті, після роботи перших трьох ступенів РН та першого включення РБ «Бриз-М», орбітальний блок (ОБ) у складі РБ «Бриз-М», перехідної системи та космічного апарату (КА) виводиться на опорну орбіту заввишки 170×230 км. , Забезпечує спосіб 51,5°. Далі РБ «Бриз-М» виконує ще 3 включення, в результаті яких формується перехідна орбіта з апогеєм, близьким до апогею цільової орбіти. Після п'ятого включення РБ виводить КА на цільову орбіту та відокремлюється від КА. Загальний час польоту від подачі сигналу контакт підйому (КП) до відділення КА від РБ Бриз-М зазвичай становить близько 9,3 години.
У наступному описі наведено приблизні часи включень та вимкнень двигунів усіх ступенів, час скидання ГО та просторової орієнтації РН для забезпечення заданої траєкторії. Точні часи визначаються для кожного пуску залежно від конкретної корисної навантаження і кінцевої орбіти.
Ділянка роботи РН "Протон-М"
За 1,75 с (Т −1,75 с) до пуску включаються шість двигунів першого ступеня РД-276, тяга якого в цей момент становить 40 % від номіналу, і набирають 107 % тяги в момент подачі сигналу КП. Підтвердження сигналу КП надходить у момент Т+0,5 с. Через 6 секунд польоту (Т+6 с) тяга зростає до 112% від номіналу. Ступінчаста послідовність включення двигунів дозволяє отримати підтвердження їх штатного функціонування до того, як тяга збільшена до максимальної. Після початкової вертикальної ділянки тривалістю близько 10 з РКН виконує маневр по крену для встановлення необхідного азимуту польоту. При способі орбіти 51,5°, як у випадку з виведенням на геостаціонар, азимут становить 61,3°. При інших способах орбіти використовуються інші азимути: для орбіт з нахилом 72,6 ° азимут становить 22,5 °, а для орбіт з нахилом 64,8 ° - 35,0 °.
Три РД-0210 і один РД-0211 другого ступеня включаються на 119 секунді польоту і переходять в режим повної тяги в момент відділення першого ступеня на 123 секунді. Рульові двигуни третього ступеня включаються на 332 секунді, після чого двигуни другого ступеня вимикаються на 334 секунді польоту. Відділення другого ступеня здійснюється після того, як на 335 секунді включаються шість гальмівних РДТТ і відбувається її відведення.
Двигун РД-0213 третього ступеня включається на 338 с, після чого відбувається скидання головного обтічника (ГО) приблизно на 347 секунд від сигналу КП. Як і для щаблів, момент скидання ГО вибирається для забезпечення гарантованого влучення прискорювача другого ступеня РН в заданий район падіння, а також забезпечення теплових вимог КА. Після вимкнення маршового двигуна третього ступеня на 576-й секунді чотири кермові двигуни працюють ще протягом 12-ти секунд для калібрування розрахункової швидкості виведення.
Після досягнення заданих параметрів, приблизно на 588 секунді польоту система управління видає команду на вимикання рульового двигуна, після якої третій ступінь відокремлюється від орбітального блоку і уводиться за допомогою гальмівних РДТТ. Момент поділу з третім ступенем приймається початок автономного польоту ОБ. Подальше виведення КА здійснюється за допомогою РБ Бриз-М.
Ділянка роботи РБ «Бриз-М»
Виведення ПРО на геоперехідну орбіту здійснюється за схемою п'ятьма включеннями маршового двигуна (МД) РБ «Бриз-М». Як і з РН, точні часи включень і параметри орбіт залежить від конкретної місії. Відразу після відділення третього ступеня РН включаються двигуни стабілізації РБ, які забезпечують орієнтацію та стабілізацію ПРО на ділянці пасивного польоту суборбітальною траєкторією до першого включення двигуна РБ. Приблизно через півтори хвилини після відокремлення від РН (залежно від конкретного КА) виконується перше включення МД тривалістю 4,5 хв, в результаті якого формується опорна орбіта висотою 170 × 230 км і нахилом 51,5 °.
Друге включення МД тривалістю близько 18 хв проводиться у районі першого висхідного вузла опорної орбіти після 50 хв пасивного польоту (з вимкненими двигунами), у результаті якого формується перша проміжна орбіта з апогеєм висотою 5000-7000 км. Після того, як протягом 2-2,5 годин пасивного польоту ОБ досягне перигею першої проміжної орбіти, виконується третє включення маршового двигуна в районі висхідного вузла до вироблення палива з додаткового паливного бака (ДТБ, близько 12 хв). Приблизно за дві хвилини, під час яких скидається ДТБ, виконується четверте включення МД. В результаті третього та четвертого включень формується перехідна орбіта з апогеєм, близьким до апогею цільової геоперехідної орбіти (35786 км). На цій орбіті КА проводить у пасивному польоті приблизно 5,2 години. Останнє, п'яте включення МД, виконується в апогеї перехідної орбіти в районі низхідного вузла для підняття перигею та зміни способу до заданого, в результаті якого РБ виводить КА на цільову орбіту. Приблизно через 12-40 хв після п'ятого включення МД проводиться орієнтація ПРО у напрямку відділення КА з наступним відділенням КА.
У проміжках між включеннями МД система управління РБ виконує розвороти орбітального блоку забезпечення підтримки оптимальної температурина борту, видачі імпульсів тяги, проведення сеансів радіоконтролю, а також відділення КА після п'ятого включення.
Експлуатація
З 1993 року маркетинг пускових послуг РН "Протон" на міжнародному ринку здійснюється спільним підприємством"International Launch Services" (ILS) (з 1993 по 1995 рік: "Локхід-Хруничів-Енергія"). ILS має ексклюзивне право на маркетинг та комерційну експлуатацію РН «Протон» та перспективного ракетно-космічного комплексу «Ангара». Хоча компанія ILS зареєстрована США, її контрольний пакет належить російському ДКНПЦ їм. М. В. Хрунічова. На жовтень 2011 року в рамках компанії ILS було здійснено 72 запуски космічних апаратів з використанням РН «Протон-К» та «Протон-М».
Вартість Протон-М
Вартість РН «Протон» варіюється від року в рік і неоднакова для федеральних і комерційних замовників, хоча порядок ціни однаковий всім споживачів.
Комерційні пуски
Наприкінці 1990-х років вартість комерційного пуску РН "Протон-К" з блоком ДМ становила від $65 до $80 млн. На початку 2004 року вартість запуску була знижена до $25 млн через суттєве посилення конкуренції. З того часу вартість запусків на «Протонах» постійно зростала і наприкінці 2008 року досягла приблизно $100 млн на ДПО з використанням «Протон-М» із блоком «Бриз-М». Проте з початком світової економічної кризи у 2008 році обмінний курс рубля до долара знизився на 33%, що призвело до зниження вартості запуску до приблизно $80 млн. У липні 2015 року вартість запуску РН «Протон-М» була знижена до $65 млн для можливості конкуренції з РН "Фалкон".
Пуски за федеральною космічною програмою Росії
Для федеральних замовників простежується послідовне збільшення вартості носія починаючи з початку 2000-х років: вартість РН "Протон-М" (без блоку "ДМ") зросла з 2001 по 2011 рік у 5,4 рази - з 252,1 млн до 1356, 5 млн. рублів. Загальна вартість "Протон-М" з блоком "ДМ" або "Бриз-М" у середині 2011 року становила близько 2,4 млрд рублів (близько $80 млн або €58 млн). Ця ціна складається з самої РН "Протон" (1,348 млрд), РБ "Бриз-М" (420 млн), доставки компонентів на Байконур (20 млн) та комплексу послуг із запуску (570 млн).
Ціни станом на 2013 рік: 1,521 млрд рублів коштував сам «Протон-М», 447 млн – розгінний блок «Бриз-М», 690 млн – послуги із запуску, ще 20 млн рублів коштувало транспортування ракети на космодром, 170 млн рублів – головний обтічник. Разом російському бюджету один запуск «Протона» обходився 2,84 млрд рублів.
Тактико-технічні характеристики Протон-М
Кількість ступенів........................3 - 4 (тут і далі для "Протон-М" третьої фази модифікації)
Довжина........................58,2 м
Стартова маса........................705 т
Вид палива........................НДМГ + АТ
Маса корисного навантаження
-на НГО........................23 тонни
-на ДПО..........................6,35 т (з РБ «Бриз-М»)
-на ДСО........................до 3,7 т (з РБ «Бриз-М»)
Історія запусків
Місця запуску........................Байконур
Число запусків........................411 (на 9.06.2016)
-успішних........................364
-невдалих........................27
-частково невдалих20
Перший запуск........................16.07.1965
Останній запуск........................9.06.2016
Усього вироблено........................410
Перший ступінь («Протон-М» 3-ї фази)
Довжина........................21,18 м
Діаметр..........................7,4 м
Суха маса........................30,6 т
Стартова маса........................458,9 т
Маршові двигуни........................6 × ЗРД РД-276
Тяга........................10026 кН (зем.)
Питома імпульс........................288 з
Час роботи........................121 с
Другий ступінь («Протон-М» 3-ї фази)
Довжина........................17,05 м
Діаметр..........................4,1 м
Суха маса........................11 т
Стартова маса........................168,3 т
Маршовий двигун........................ЖРД РД-0210 (3 шт.) та РД-0211 (1 шт.)
Тяга........................2400 кН
Питома імпульс........................320 з
Час роботи........................215 с
Третій ступінь («Протон-М» 3-ї фази)
Суха маса........................3,5 т
Стартова маса........................46,562 т
Маршовий двигун........................ЖРД РД-0213
Рульовий двигун........................ЖРД РД-0214
Тяга........................583 кН (маршовий) (31 кН (кермовий))
Питома імпульс........................325 з
Час роботи........................239 с
Фото Протон-М
You have no rights до post comments
УР-500 Протон –радянська/російська ракета-носій важкого класу, розроблена в ОКБ-52 Челомея (нині ДКНВЦ ім. Хруничева) у 1960-х роках.
Історія ракет Протон
На початку 1960-х років космічна гонка між СРСР і США досягла апогею. Дослідження космічного простору та поява величезної кількості нових технологій та методик робило ще недавно розроблені ракети морально застарілими. Вже на початку 1960-х керівництво СРСР прийняло рішення про створення нового покоління ракет, здатних виводить у космос як велике корисне навантаження, так і важкі надпотужні ядерні заряди.
У конкурсі брали участь основні конструкторські школи: ОКБ Корольова запропонувало ракету Н-1, ОКБ Янгеля важку ракету Р-56, а ОКБ №52 під керівництвом Челомея запропонувало сімейство ракет під найменуванням УР – Універсальна ракета. Челомей планував створити одразу 4 уніфіковані ракети: легку МБР УР-100, середню МБР УР-200, важкий носій УР-500 та надважкий носій УР-700.
За підсумками конкурсу було вирішено відмовитись від варіанта легкої ракети. ОКБ №52 отримало замовлення на середню МБР та важкий носій. Замовлення на надважкий носій отримав Корольов зі своєю Н-1.
Спочатку УР-500 передбачав «пакетну» схему, складену з чотирьох паралельно з'єднаних ракет УР-200, з третім ступенем, так само створеної на базі УР-200. Згодом від такої схеми відмовилися на користь тандемної, хоча верхні щаблі все ж таки були створені з УР-200.
Ракета створювалася як цивільна - для доставки в космос важких вантажів, так і військова - як стратегічний носій надважких бомб потужністю до 150 мегатонн. Для цього ракета повинна була бути дуже потужною, тому що, наприклад, створена в 1961 воднева бомба АН602 (знаменита Кузькіна мати або Цар-бомба) потужністю 58 мегатонн важила 26,5 тонн і не поміщалася у фюзеляжі бомбардувальника.
Для УР-500 було адаптовано двигуни РД-253, розроблені в КБ Глушко. Свого часу цей двигун був відкинутий Королевим у проекті Н-1 через токсичне паливо, що застосовується в ньому. Було вирішено застосувати цю технологію з УР-500, хоча токсичність палива досі є головною претензієюдо ракет Протон.
Над проектом нависла серйозна небезпека закриття після відставки Хрущова, який його підтримував. Проект УР-200 був закритий, як проект МБР Р-9, що вже дублював діючі. Однак після тривалого протистояння політиків та інженерів УР-500 було вирішено зберегти в цивільній версії.
Перший пуск двоступінчастої версії УР-500 здійснив у 1965 році з вантажем масою 8,4 тонни. Усього, за 1965-1966 роки було здійснено 4 запуски супутники Протон, які доставили в космос. Спочатку ракету планували назвати Геркулес, але через те, що перші 2 роки УР-500 доставляла в космос супутники Протон, то її саму стали так називати.
Тоді ж почалася розробка важкої версії Протон-К – вже триступінчастої можливості польотів до Місяця. Ця ракета злетіла в 1967 з прототипом майбутнього корабля для обльоту Місяця.
Тим не менш, Місячна програма СРСР не увінчалася успіхом: з 11 запусків Протона-К і місячним кораблем повністю успішним визнали лише 1, а всього з 21 запуску Протона-К успішними визнали лише 6. Разом з невдалими запусками ракет Н-1 і тим фактом , що у 1969 року Аполлон-11 досяг Місяця, у СРСР програму було згорнуто.
Через високу аварійність і велику кількість доробок Протон-К було прийнято на озброєння лише до 1978 року після 61 здійсненого пуску.
Протон-К використовувалася для запуску різних наукових, військових та цивільних космічних апаратів. Ракета використовувалася для виведення корисного навантаження на низькі орбіти, чотириступінчастий для виведення космічних апаратів на високі. Залежно від модифікації ракета була здатна вивести до 21 т корисного навантаження на орбіту заввишки 200 км та до 2,6 т на геостаціонарну орбіту.
У першому десятилітті XXI століття ракета Протон-К змінилася на модернізовану версію Протон-М, яка успішно експлуатується в Росії.
Конструкція ракет Протон
УР-200
Базова УР-500 була двоступінчастою ракетою, у якої перший ступінь – потужніший, був розроблений спеціально, а другий ступінь успадкований від УР-200. Ракета могла вивести до 8,4 тонни вантажу на низьку орбіту.
Перший ступінь семиблочний: один центральний, оточений шістьма бічними блоками. Центральний блок включає хвостовий відсік, перехідний відсік та бак окислювача, двигунів немає. Бічні блоки містять хвостові відсіки з двигунами РД-253, паливних баків та передніх відсіків.
Другий ступінь складається з перехідного, паливного та хвостового відсіків. Оснащується трьома двигунами РД-0210 та одним РД-0211 (може забезпечувати наддув паливних баків).
Протон-К
Поява модифікації Протон-К вимагала внести ряд змін до другого ступеня базової ракети для забезпечення можливості додавання третього та четвертого ступеня. Це дозволило збільшити масу корисного навантаження та працювати на більш високих орбітах.
Потужність двигунів першого ступеня була збільшена на 7,7% (оновлені двигуни отримали індекс РД-275).
У другому ступені були збільшені паливні баки та змінилася конструкція перехідного відсіку між першим та другим ступенями.
Третій ступінь – новий для УР-500 – складається з приладового, паливного та хвостового відсіків. Її розробили на базі другого ступеня, але вкоротили та встановили 1 двигун РД-0212 + невеликий кермовий двигун РД-0214.
Протон-М
До 2012 основною ракетою Росії стала оновлена модифікація Протон-М. Вона створена з урахуванням модифікації «К», але у неї було внесено низку змін, насамперед, у систему управління. Завдяки цьому ракета ефективніше спалює паливо, відпрацьовані щаблі повертаються на Землю точніше, отримує можливість маневрувати в космосі, а також дозволяє встановлювати габаритніші вантажі. Також двигуни РД-275 були замінені на РД-276, що збільшило на 650 кг масу вантажу, що закидається на ДПО.
Усі ступені використовують паливо, складене з несиметричного диметилгідразину (НДМГ або гептил) та тетраоксиду азоту. Це паливо дозволило спростити двигуни, але вважається вкрай токсичним.
Розгінні блоки
Для остаточного виведення вантажу на орбіту та маневрування у космосі використовуються розгінні блоки ДМ та Бриз-М.
Блок ДМ (спочатку Блок Д) створювався в ОКБ-1 Корольова. Після модернізації до версії ДМ блок міг працювати у космосі до 9 години з трьома можливими запусками. Нині на його базі створюються нові модифікації.
Блок Бриз-М призначений для ракет Протон-М і є універсальною системою, що найбільш активно застосовується. Блок дозволяє збільшити масу навантаження до 3,5 тонни на ДСО. Вперше було запущено у 2001 році.
Відео запуску ракети-носія Протон-М
Експлуатація ракет Протон
Розробка ракети-носія стала однією з основних програм у радянській космонавтиці. Незважаючи на низку невдач у перші роки свого існування, поряд з «сімкою» (РН Схід, РН Союз та ін.), Ракета Протон стала однією з ракет-носіїв, що найбільш використовуються, в радянській і пізніше в російській космонавтиці. Згодом початкові помилки конструкції були відпрацьовані, і в даний час «Протон» є одним з найнадійніших носіїв коли-небудь створених.
Ракета Протон виготовляється на ДКНВЦ ім. Хрунічева. Зібрані елементи ракет доставляються на космодроми по залізниці. Остаточне складання ракети та підготовка до пуску здійснюється на космодромі на майданчику 92А-50.
Пуски здійснюються із космодрому Байконур. З чотирьох пускових прощадок, побудованих для ракети у радянський період експлуатуються три: майданчики 81Л, 81П та 200Л.
Спеціально для просування комерційних пусків було засновано міжнародна компанія International Launch Services (ILS). На 2011 рік під егідою ILS було проведено 72 пуски.
Починаючи з 1965 року РН Протон у трьох своїх модифікаціях запускалася 409 разів (2015 рік), з яких 27 пусків були невдалими та 20 частково невдалими.
Планується, що до 2020 років ракета поступиться місцем новій, більш досконалій та екологічній ракеті Ангара.
Конструкція модифікацій ракет Протон
Proton є одним із найбільших автовиробників Малайзії, який спеціалізується на виготовленні транспортних засобів під ліцензією Mitsubishi.
Вперше виробництво транспортних засобів на території Малайзії почалося ще 1983 року у зв'язку з підписанням міждержавної угоди місцевої малайзійської автокомпанії Heavy Industry of Malaysia, а також японським концерном Mitsubishi Motor Corporation. Перші представники Proton Saga були спущені з конвеєра в 1985 році. Автомобіль моделі Saga (Iswara, Magma) з кузовами хетчбек або седан був зовні модернізованим Lancer зразка 1983 року. Автомобіль був оснащений посиленою підвіскою, що забезпечувало ефективну експлуатацію транспорту в місцевих умовах.
1991 року відбулося так зване перетворення спільного підприємствау компанію Public Limited Company (PLC), яка була звільнена від впливу Mitsubishi Motor Corp. У 1995 році компанія стає одним із складових елементів групи DRB-HICOM.
На початку 1996 проходить перший показ седана середнього класу Proton Perdana, дана модель створювалася на основі Mitsubishi Eterna. Ближче до кінця року підприємство Proton вирішується придбання контрольного пакета (80%) акцій Lotus - британської фірми.
Proton досить «швидко» розширює асортимент свого моджельного ряду, який ще кілька років тому включав лише моделі за ліцензією Mitsubishi.
Транспортні засоби серії 400 по конструкції досить схожі на Mitsubishi Lancer. Автомобілі виготовляються з кузовами седан, а також 5-дверний хетчбек.
Proton Putra 218 GLXi є якоюсь копією відомого дводверного купе Mitsubishi Mirage 1991 року. Автомобіль не відрізняється яскравою та оригінальною «зовнішністю», проте виглядає досить добре і гармонійно. Модель оснащена спойлером, що знаходиться на даху багажника, а також хромованим наконечником, розміщеним на двоствольній вихлопній трубі.
В основу кабріолету Wira Cabrio було покладено модель Satria. за зовнішньому виглядумоделі досить сильно відрізняються між собою, переважно у зв'язку з використанням іншого обважування.
Отже, найбільша та могутня автокомпанія Малайзії Proton Otomobil Nasional Berhad протягом 2000 року випустила понад 169 тисяч автомобілів. Тим не менш, компанія не збирається зупинятися на досягнутому, і вже найближчим часом суттєво розширити пропонований асортимент власними моделями розробками, які не будуть випускатися під ліцензією Mitsubishi.
Так, на початку 2000 року світ побачив нову модель Waja, яка вже з літа 2001 року була представлена на європейських ринках під гучною назвою – Impian, що у перекладі з рідної малайзійської мови означає – "мрія збувається". Дана модель є виключно малазійською розробкою за допомогою інженерів Lotus.
З 2003 року в Малайзії було скасовано величезні мита на імпортні транспортні засобиСаме тому місцевий виробник автомобілів Proton докладає всіх зусиль для того, щоб не бути витісненим «імпортними гостями».
Призначена для виведення автоматичних космічних апаратів на орбіту Землі та потім у космічний простір. Ракету розроблено Державним космічним науково-виробничим центром (ДКНВЦ) ім. М. В. Хруничева і використовується для запуску російських федеральних та іноземних комерційних космічних апаратів.
"Протон-М" - модернізований варіант ракети-носія "Протон-К", має покращені енергомасові, експлуатаційні та екологічні характеристики. Перший запуск комплексу "Протон-М" із розгінним блоком "Бриз-М" відбувся 7 квітня 2001 року.
Технічні характеристики ракети-носія "Протон"2 липня ракета-носій "Протон-М", яка стартувала з космодрому Байконур, впала на першій хвилині старту. Про те, що таке ракета-носій "Протон" і яку функцію апарат виконує на орбіті, дивіться в інфографіці.Застосування у складі ракети-носія "Протон-М" збільшених головних обтічників, у тому числі діаметром п'ять метрів, дозволяє більш ніж удвічі збільшити обсяг розміщення корисного вантажу. Збільшений обсяг головного обтічника дозволяє використовувати на носії ряд перспективних розгінних блоків.
Головне завдання модернізації РН полягала у заміні створеної ще 1960-ті роки системи управління (СУ), яка встигла застаріти як морально, і з елементної базі. Крім того, виробництво цієї системи було налагоджено за межами Росії.
На модернізованому носії "Протон-М" встановлено систему управління на основі бортового цифрового обчислювального комплексу (БЦВК). Система управління "Протон-М" дозволила вирішити ряд завдань: покращити використання бортового запасу палива за рахунок його повнішого вироблення, що підвищує енергетичні характеристики РН і зменшує або навіть виключає залишки шкідливих компонентів; забезпечити просторовий маневр на активній ділянці польоту, що розширює діапазон можливих способів опорних орбіт; забезпечити оперативне введення або зміну польотного завдання; покращити масові характеристики РН.
Після введення в експлуатацію 2001 року РН "Протон-М" пройшла кілька етапів модернізації. Перший етап був реалізований у 2004 році та завершився запуском важкого космічного апарату "Інтелсат-10" масою 5,6 тонни на геоперехідну орбіту. Другий етап було закінчено у 2007 році запуском апарату "ДирекТВ-10" масою 6 тонн. Третій етап закінчився у 2008 році. Нині реалізується четвертий етап модернізації.
"Протон-М" складає основу Федеральної космічної програмиРосії у розмірності ракет-носіїв важкого класу. З його допомогою здійснюється розгортання супутникової системи "Глонасс", запускаються супутники серії "Експрес", які забезпечують супутниковим зв'язкомвсі регіони Росії. Крім того, ракета-носій "Протон-М" широко використовується для виведення космічних апаратів на користь Міністерства оборони РФ.
Завантаження...