Ракета-носитель "Энергия-М"
В 1975-1977 гг. в процессе создания ракет-носителей сверхтяжёлого класса
"Энергия" и среднего класса "Зенит" проводились исследования по созданию
ракеты-носителя промежуточного (тяжёлого) класса грузоподъёмностью 30-60 т.
Начальным вариантом такой ракеты-носителя явилась ракета-носитель "Гроза"
(РЛА-125), состоящая из центрального и двух боковых блоков от ракеты-носителя
"Энергия". В 1976 г. было разработано техническое предложение по РН "Гроза", а в
1977 г. - дополнение к нему.
В 1985 г., в соответствии с Постановлением от 25 декабря 1984 г., был выпущен
эскизный проект, показывающий принципиальную возможность создания на
производственно-технологической базе ракеты-носителя "Энергия" ракеты-носителя
тяжёлого класса "Гроза" грузоподъёмностью на низкой орбите до 63 т.
По решению НТС Минобщемаша от 18 августа 1988 г., НПО "Энергия" было поручено
уточнить эскизный проект по ракете-носителю "Гроза" (РЛА-125) с учетом выведения
космических аппаратов в интересах науки, народного хозяйства и Министерства
обороны массой от 25 т до 40 т на низкие орбиты.
В 1989 г. было выпущено дополнение к эскизному проекту ракеты-носителя "Гроза",
в котором предлагалось использовать на центральном блоке не четыре двигателя
РД-0120, а два с соответствующим уменьшением размеров центрального блока, а
также были рассмотрены варианты ракеты-носителя грузоподъёмностью от 27 т до 50
т, в том числе с использованием крылатого многоразового блока 1 ступени.
Дальнейшие проработки по ракете-носителю тяжёлого класса завершились выпуском в
1990 г. эскизного проекта ракеты-носителя, получившей условное название
"Нейтрон" (приказ Генерального конструктора от 28 декабря 1989 г.), который был
одобрен Советом Главных конструкторов 19 июля 1990 г.
Ракета-носитель получила официальное название "Энергия-М". В этом же году был
изготовлен и установлен на стартовой позиции полноразмерный макет ракеты.
8 апреля 1991 г. было принято Постановление о создании на конкурсной основе
ракеты-носителя тяжёлого класса. В конкурсе приняли участие НПО "Энергия", НПО
"Южное" (С.Н.Конюхов) и КБ "Салют" Д.А.Полухин). 6 июля 1991 г. коллегия и
президиум НТС Минобщемаша приняли решение о целесообразности разработки и
создания ракеты-носителя тяжёлого класса "Энергия-М".
Разработка исходных данных и технических заданий на составные части
ракеты-носителя "Энергия-М" началась в том же 1991 г.
С 1991 по 1993 гг. разрабатывалась конструкторская документация и
подготавливалось производство для изготовления ракеты-носителя. В 1993 г. было
закончено согласование и выпущено тактико-техническое задание на разработку
ракеты-носителя "Энергия-М", утвержденное генеральным директором РКА
Ю.Н.Коптевым и согласованное с командующим ВКС МО РФ В.Л.Ивановым.
Двухступенчатая ракета-носитель "Энергия-М" является базовой для трёхступенчатых
модификаций, отличающихся типами применяемых разгонных блоков.
Ракета-носитель выполнена по пакетной схеме с параллельным расположением
ступеней, в которой два ракетных кислородно-углеводородных блока
1 ступени,
заимствованные с ракеты-носителя "Энергия", расположены вокруг центрального
кислородно-водородного блока 2 ступени, разработанного на базе аналогичного
блока ракеты-носителя "Энергия".
На центральном блоке установлен один двигатель РД-0120, который запускается на
Земле с опережением относительно двигателей РД-170
1 ступени.
Пакет из ракетных блоков устанавливается на стартово-стыковочный блок (блок Я),
заимствованный с ракеты-носителя "Энергия", служащий для обеспечения силовых, пневмо-, гидро- и электрических связей ракеты-носителя с пусковой установкой
при подготовке к пуску и являющийся опорным элементом при сборке,
транспортировании и установке ракеты-носителя на пусковую установку.
Полезный груз размещается в грузовом отсеке блока 2 ступени и механически связан
или с переходным отсеком (в двухступенчатой модификации) или с разгонным блоком
(в трёхступенчатой модификации).
Управление и стабилизация ракеты-носителя на активном участке полёта
осуществляются отклонением с помощью системы рулевых приводов вектора тяги
двигателей 1 и 2 ступеней в двух плоскостях, при этом на 1 ступени происходит
качание в двух плоскостях четырёх камер сгорания каждого двигателя, на 2 ступени
- качание двигателя также в двух плоскостях, а для управления по крену
используются специальные агрегаты крена, работающие на газе, отбираемом из
двигательной установки 2 ступени.
Предложенная компоновка ракеты-носителя "Энергия-М" в отличие от всех
существующих ракет предусматривает крепление боковых блоков в верхнем поясе
связей на грузовом отсеке центрального блока, что позволяет за счёт уменьшения
длины ракеты снизить уровень нагрузок на модульные части боковых блоков до
уровня нагрузок для ракеты-носителя "Энергия", отказаться от специального
опорного устройства (имитаторов двух боковых блоков), а также увеличить массу
полезного груза за счёт отделения верхнего пояса силовых связей с грузовым
отсеком.
Ракета-носитель "Энергия-М" создавалась с максимальным заимствованием блоков,
систем и агрегатов, прошедших экспериментальную и наземную отработку в составе
ракет-носителей "Зенит" и "Энергия", включая использование высокоэнергетического
горючего - жидкого водорода, а её эксплуатация предусматривалась со стартовых
сооружений и с технического комплекса ракеты-носителя "Энергия".
Использование материальной части ракеты-носителя "Энергия" для ракеты-носителя
"Энергия-М" потребует в 5-6 раз меньших затрат, чем создание новой экологически
чистой ракеты-носителя такой же грузоподъёмности.
Сравнение характеристик ракеты-носителя "Энергия-М" и зарубежных ракет-носителей
показывает что по размерам и энергетическим возможностям ракета-носитель
"Энергия-М" находится на уровне наиболее мощных ракет-носителей "Ариан-5" и
"Титан-4", превосходя их по массе и габаритам выводимого полезного груза, что
её удельные характеристики находятся на уровне лучших характеристик зарубежных
ракет-носителей, что она является экологически безопасной системой по сравнению
с зарубежными ракетами-носителями, так как не использует ни высокотоксичных
компонентов топлива, ни твёрдотопливных двигателей и, что предполагаемая
стоимость её пуска будет ниже стоимости пуска зарубежных ракет.
Введение в эксплуатацию ракеты-носителя "Энергия-М" оправдано устойчивой
областью её применения, обоснованной существующими тенденциями развития
космических аппаратов.
Анализ программ научных исследований, народнохозяйственной и космической
деятельности и задач Министерства обороны с 1992 по 2005 гг., характеристик
задействованных в этих программах КА, а также характеристик зарубежных КА
показывает тенденцию увеличения их масс и размерностей. Так, к 2005 г. масса КА
может возрасти до 6 т на геостационарных и до 23 т на высокоэллиптических
орбитах. Выведение таких КА с увеличенной массой и обеспечивается
ракетой-носителем "Энергия-М".
Анализ разрабатываемых в настоящее время полезных грузов показывает, что среди
них есть и характеризующиеся невозможностью создания плотной компоновки под
обтекателем ракеты-носителя на участке выведения. Это прежде всего полезные
грузы, предназначенные для создания крупногабаритных конструкций в космосе,
связные КА с несколькими пространственно разнесёнными антеннами или КА с
единичными большими антеннами. Ракета-носитель "Энергия-М", имея увеличенные
размеры зоны полезного груза и, соответственно, обтекателя, также обеспечивает
выведение таких полезных грузов.
В настоящее время широко применяется групповое выведение КА, которое реализовано
на отечественных ракетах-носителях "Циклон" и "Космос", на зарубежных
ракетах-носителях "Ариан-4" и "Титан-3" и планируется на ракетах-носителях
"Ариан-5", Н-2, "Великий поход-3А", а также на ракете-носителе "Энергия-М".
Такой способ выведения уменьшает стоимость выведения КА за счёт замены
нескольких пусков меньших ракет-носителей одним пуском ракеты-носителя большей
грузоподъёмности; создает более благоприятные условия для народнохозяйственной
деятельности в районах отчуждения за счёт сокращения кратности и суммарной
длительности введения в этих районах ограничений, связанных с пусками, а также
расширяет область применения ракет-носителей, делая их более
конкурентоспособными на рынке средств выведения.
Реализация разработки ракеты-носителя "Энергия-М" позволит обеспечить решение
целевых задач в интересах народного хозяйства, науки и обороны (выведение
тяжёлых спутников систем связи, модулей космических станций и др.); осуществить
в ближайшем будущем замену ракеты-носителя "Протон" на высокотоксичных
компонентах топлива, использование которых приводит к исключению из
народнохозяйственного оборота отчуждаемых земель и представляет большую
потенциальную экологическую угрозу как в случае аварии ракеты-носителя, так и в
процессе транспортирования и хранения компонентов топлива, а также сохранить в
работоспособном состоянии созданный комплекс ракеты-носителя "Энергия".
Являясь единственной в своем классе ракетой-носителем, использующей экологически
чистые компоненты топлива и имеющей относительно невысокую стоимость пуска,
ракета-носитель "Энергия-М" будет иметь высокую конкурентноспособность на
международном рынке в сравнении с существующими и разрабатываемыми зарубежными
ракетами-носителями "Титан-4" (США), "Ариан-5" (ЕКА), "Н-2" (Япония) и др.
Дальнейшее развитие ракеты-носителя "Энергия-М" возможно в направлении её
использования для выведения малого многоцелевого орбитального корабля,
предназначенного для транспортно-технологических работ при обслуживании
орбитальных станций, а также применения в её составе многоразовых блоков 1
ступени, возвращаемых к месту старта, что исключает необходимость отчуждения
земель для районов их падения.
К сожалению, в 1995 г. темпы работ по созданию ракеты-носителя резко снизились.
Финансирование работ было приостановлено.
Примечание web-мастера: смотри также в мемуарах Б.И.Губанова главу "Перспективный ряд ракет-носителей"