ГЛАВА 6
Развитие ракетно-космических систем и их составных систем.
Ракета-носитель среднего класса 11А511У ("Союз-У") разработана на базе РН 11А511
на основании Решения Комиссии Президиума СМ СССР по
военно-промышленным вопросам N 31 от 10.02.1971 г.
В настоящее время в эксплуатации, кроме РН 11А511У и её
модификаций (11А511У-2, 11А511У-ПВБ), находится также комплекс ракеты-носителя
"Молния" (8К78М). До недавнего времени использовалась ещё одна модификация
ракет-носителей семейства Р-7А - 8А92М.
Решением совместного НТС ВКС МО РФ, РКА и
Госкомоборонпром РФ по вопросу "Рассмотрение эскизного проекта на модернизацию
комплекса РН типа Р-7А и определение порядка
дальнейших работ по ОКР "Русь" от 14.12.1993 г. предусмотрена модернизация в
объёме, предусматривающем создание новой системы управления с БЦВМ, а также
повышение энергетических характеристик и высокочастотной устойчивости ДУ 1 и 2
ступеней за счёт применения форсуночных головок с улучшенным смесеобразованием.
В дальнейшем, согласно решению МО РФ и
Госкомоборонпрома от 12.4.1994 г. о порядке создания космических систем и
комплексов связи, навигации и геодезии, было признано необходимым проводить
разработку ряда космических комплексов с учетом выведения КА с помощью РН
"Союз-2" и РБ "Фрегат". Для обеспечения необходимого уровня энергетических
характеристик РН предусмотрено создание блока "И" (3-й ступени РН) с двигателем
11Д451М разработки КБХА.
Целями модернизации комплекса РН 11А511У являются:
- продление жизненного цикла КРН и расширение
номенклатуры запускаемых КА с полигона "Плесецк";
- снижение потребностей в использовании
космодрома "Байконур";
- последовательное снижение потребностей в
использовании РН на высокотоксичных компонентах топлива;
- сокращение номенклатуры изготавливаемых ракетных
блоков.
На совместном совещании РКА и ВКС от 17.03.1995 г. было
принято решение о поэтапном проведении работ в рамках ОКР "Русь" с
соответствующей динамикой наращивания энергетических возможностей РН, а именно:
- совершенствование конструкции ДУ I-й и II-й ступеней
на основе создания новой форсуночной головки с целью исключения горючего "циклин";
- создание СУ на современной отечественной элементной базе,
новой цифровой радиотелеметрической системы (этап 1а);
- оснащение 3-й ступени новым двигателем с более
высокими удельными характеристиками (этап 1б);
- глубокая модернизация РН путём замены двигателей I-й
и II-й ступеней на модифицированный вариант двигателя 11Д123 (этап 2).
При этом принято решение о проведении ЛИ РН "Союз-2"
этапа 1а в 1997 году. Начало ЛИ РН "Союз-2" этапа 1б уточняется по результатам
работ 1995 года, а порядок создания РН "Союз-2" 2 этапа определяется по
результатам рассмотрения технических предложений ЦСКБ в IV квартале 1995 года.
Проведение указанной модернизации, по материалам
эскизного проекта, позволит:
- полностью расширить задачи обеспечения запусков
требуемой номенклатуры существующих и перспективных КА с космодрома "Плесецк";
- увеличить массу выводимого полезного груза на
1150-1250 кг, включая 850...950 кг за счёт нового блока "И" (III ступень), и
создать условия для перевода запусков пилотируемых и грузовых кораблей "Союз" и
"Прогресс" с космодрома "Байконур" на космодром "Плесецк"
с одновременным переходом на орбиты с наклонением до 64,8 и с увеличением массы
этих кораблей до 7760 и 8020 кг соответственно;
- увеличить габариты выводимых КА за счёт применения
головного обтекателя диаметром 3,7 м.
- организовать изготовление РН "Союз-2" на заводе
"Прогресс" (г.Самара) в технологическом процессе производства РН типа
Р-7А с минимальными объёмами дооснащения.
В общем виде ракета-носитель "Союз-2" представляется
как унифицированная трёхступенчатая для выведения на рабочие орбиты низко- и
среднеорбитальных КА, а также на промежуточные орбиты космических головных
частей с разгонным блоком "Фрегат" разработки НПО им. С.А.Лавочкина,
обеспечивающего дальнейшее выведение КА на высокие орбиты или отлётные
траектории.
Основные характеристики
эксплуатируемой РН "Союз" и РН "Союз-2" представлены в табл. 2.28.1.
Таблица 2.28.1.
Основные характеристики модернизируемой РН типа Р-7А
N |
Характеристики |
РН "Союз" |
РН "Союз-2" |
1 |
Количество ступеней |
3 |
3 |
2 |
Стартовая масса, т |
309,7 |
307, 2 |
3 |
Начальная масса, т |
|
|
|
- I ступени |
171,8 |
171,85 |
|
- II ступени |
97,7 |
96,7 |
|
- III ступени |
25,4 |
25,4 |
4 |
Мпг, выводимого на орбиту, т |
|
|
- Нкр=200 км, i=51 град. |
7,5 |
- |
|
- Нкр = 200 км, i= 90 град. |
6,7 |
- |
|
- Нп/На=224/262км, i=62,8 град. |
- |
7,95 |
|
- Нп/На=204/280 км, i=81,4 град. |
- |
7,57 |
|
- Нп/На=510/40000км, i=62,8 град. |
- |
2,48(с РБ "Фрегат") |
|
5 |
Масса конструкции, т |
24,207 |
24,32 |
|
- I ступени |
3,78х4 |
3,8х4 |
|
- II ступени |
6,625 |
6,525 |
|
- III ступени |
2,33 |
2,597 |
6 |
Длина РН (с ГБ типа "Союз"), м |
49,4 |
|
7 |
Максимальный поперечный размер, м |
10,3 |
|
8 |
Длина/диаметр ракетных блоков, м |
|
|
|
- I ступени |
19,2/2,68 |
|
|
- II ступени |
27,1/2,95 |
|
|
- III ступени |
6,7/2,66 |
|
9 |
Заправляемый запас топлива, т |
|
|
|
- I ступени |
156,648 |
|
|
- II ступени |
90,160 |
|
|
- III ступени |
22,76 |
|
10 |
Состав ДУ (количество/индекс) |
|
|
|
- I ступени |
4/11Д512 |
4/14Д22 |
|
- II ступени |
1/11Д511 |
1/14Д21М |
|
- III ступени |
1/11Д55 |
1/14Д23М |
11 |
Суммарная тяга РН, тс |
|
|
|
- I ступени (на Земле/в пустоте) |
411/505,9 |
422,3/517,2 |
|
- II ступени (в пустоте) |
99,6 |
100,9 |
|
- III ступени (в пустоте) |
30,38 |
30,0 |
12 |
Удельный импульс тяги ДУ (на Земле/в пустоте), с |
|
|
|
- I ступени |
254,2/311,4 |
261,8/319,0 |
|
- II ступени |
249,9/313,4 |
254,9/318,5 |
|
- III ступени |
- / 325 |
- / 357 |
13 |
Тип системы управления |
аналоговая |
цифровая |
На первой и второй ступенях РН "Союз-2" используются модернизированные двигатели 11Д511М и 11Д512М
разработки КБ НПО "Энергомаш". На двигателях применяется новая смесительная
головка с однокомпонентными форсунками окислителя и горючего (вместо
двухкомпонентных) с дополнительными конструктивными мероприятиями по обеспечению
устойчивости рабочего процесса в камерах сгорания. Применение новой смесительной
головки позволит, по оценке разработчика, увеличить удельный импульс тяги
двигательных установок центрального и боковых блоков на 4 и 5 с соответственно,
а также увеличить тягу приблизительно на 2%.
На третьей ступени
(см. иллюстрацию слева вверху) используется новый двигатель 11Д451М представляет собой четырёхкамерный ЖРД,
выполненный по схеме с дожиганием окислительного газогенераторного газа и с
качающимися камерами сгорания для управления вектором тяги.
В настоящее время двигателям
11Д511М: 11Д512М и 11Д451М присвоены индексы 14Д21: 14Д22 и 14Д23
соответственно.
Новая система управления
ракеты-носителя "Союз-2" разработки НПО "Автоматика" (г.Екатеринбург), кроме
решения задачи по замене элементной базы, создает предпосылки для улучшения
эксплуатационных качеств РН, из которых наиболее принципиальными являются:
- исключение необходимости
разворота РН на старте по азимуту стрельбы путём введения программного разворота
по крену на начальном участке полёта, что принципиально позволит решить задачу
дистанционной отстыковки заправочных магистралей на старте;
- реализация ограничений по
углу атаки в процессе полёта РН, что позволяет снизить нагрузки на РН и
расширить возможности по увеличению габаритов КА.
Применение новой цифровой
радиотелеметрической системы разработки РНИИ КП, также как и системы управления,
кроме решения задачи по замене элементной базы, создает предпосылки для
улучшения эксплуатационных качеств РН, из которых наиболее важными являются:
- исключение сбоя информации
в таких переходных процессах, как разделение ступеней;
- автоматизация обработки
телеметрической информации.
В настоящее время работы по ОКР "Русь" идут с отставанием по срокам окончания основных этапов работ по
системе управления, двигателям 1 и 2 ступеней, измерительному комплексу.
Недостаток финансирования и другие объективные трудности предопределили перенос
начала ЛКИ на конец 1997 года.
При оформлении страницы использована 3D-модель Владимира Некрасова