Материал: Основы проектирования РН Куренков
Рис. 16.2. Космический разгонный блок (блок выведения) «Икар»
Таблица 16.1. Характеристики разгонного блока «Икар»
Масса блока выведения, кг |
3210 |
|
|
В том числе масса топлива |
900 |
|
|
Масса полезного груза, кг |
2175 |
|
|
Параметры орбиты выведения: |
|
h, км |
240 |
Н, км |
920 |
|
|
Наклонение, град |
52 |
|
|
Высота конечной квазикруговой орбиты |
920 |
полезного груза, км |
|
Размеры блока выведения |
|
диаметр, мм |
2720 |
длина, мм |
2590 |
|
|
Срок активного существования, час |
Не менее 30 |
|
|
Завершение работы блока выведения |
Увод с конечной орбиты |
|
или затопление |
|
|
Тип ракеты-носителя |
«Союз» |
346
Конструктивная характеристика разгонного блока «Икар» составляет всего 1,39. Однако при его создании ставилась задача: разработать разгонный блок в кратчайшие сроки и с минимальной стоимостью. Для этого большая часть составных частей была заимствована из приборно-агрегатного отсека одного из космических аппаратов.
Блок выведения (космический разгонный блок) «Волга»
Этот блок предназначен для расширения номенклатуры решаемых задач по выведению полезных нагрузок РН типа «Союз». Общий вид блока показан на рис. 16.3, а характеристики представлены в табл. 16.2.
Рис. 16.3. Общий вид блока выведения «Волга»
Таблица 16.2. Основные характеристики блока
выведения «Волга»
Характеристики |
Значения |
|
|
Компоненты топлива |
АТИН+НДМГ |
Тяга двигателя, Н |
3000 |
Удельный импульс, м/с |
3070 |
Масса, кг |
|
- в заправл. состоянии |
1056-1656 |
- "сухая" |
756 |
- топливо |
300-900 |
Габариты, мм |
|
- диаметр |
2720 |
- высота |
1025 |
|
|
347
На блоке выведения используется объединенная двигательная установка (ОДУ) КА, заимствованная из ранее разработанного КА ДЗЗ. Она работает на четырехокиси азота и несимметричном диметилгидразине, содержит 16 управляющих (рулевых) двигателей. По окончании процесса вывода полезной нагрузки блок выведения уводится с рабочей орбиты и затапливается в Тихом океане.
Применение «Волги» явно предпочтительнее в ряде миссий запуска ПН на орбиты сравнительно небольшой высоты (500-1500 км), где энергетика «Фрегата» (см. далее) во многих случаях избыточна.
Космический разгонный блок «Фрегат»
Этот блок предназначается для использования с ракетаминосителями «Союз», «Зенит» и устанавливается под головной обтекатель совместно с полезной нагрузкой. Конструктивная схема КРБ «Фрегат» схема представлена на рис. 16.4 [39], а основные характеристики даны в табл. 16.3.
Рис. 16.4. Космический разгонный блок «Фрегат» [39]
348
Таблица 16.3. Основные характеристики РБ «Фрегат»
Характеристики |
Величина |
|
|
Начальная масса при максимальной заправке, кг |
6415-6535 |
Конечная масса, кг |
980-1100 |
Габаритные размеры, мм: |
|
высота |
1500 |
диаметр(описанный) |
3350 |
Маршевая двигательная установка: |
|
наименование |
С5-92 |
окислитель |
AT (N2O4) |
горючее |
НДМГ |
рабочий запас топлива, максимальный, кг |
5350 |
тяга маршевого двигателя, кН |
20 |
удельный импульс двигателя, м/с |
3285 |
максимальное число включений двигателя |
20 |
ДУ стабилизации, ориентации и обеспечения запуска: |
|
|
|
топливо |
гидразин |
рабочий запас топлива, максимальный, кг |
85 |
количество двигателей |
12 |
тяга двигателей, Н |
50 |
удельный импульс двигателей, м/с |
2250 |
|
|
На рисунке введены следующие обозначения: 1- топливные баки; 2 – приборные контейнеры; 3 – двигатель С5-92; 4 – двигатели системы ориентации и обеспечения запуска (СОЗ); 5 - топливные баки СОЗ; 6 –баллоны с гелием; 7 – химическая батарея.
При создании разгонного блока «Фрегат» основное внимание уделялось наибольшей эффективности в весовом отношении. Отношение массы заправленного разгонного блока «Фрегат» к массе его конструкции (конструктивная характеристика) составляет 5,94.
Конструктивную основу РБ «Фрегат» [39, 41] составляют блоки, выполненные в виде шести пересекающихся сферических оболочек одинакового диаметра, сваренных между собой в местах их сопряжения. Через блоки проходят восемь силовых штанг для передачи усилий от переходного отсека РН к полезной нагрузке. Четыре блока предназначены для размещения компонентов топлива (два для окислителя и два для горючего). Другие два блока предназначены для размещения приборов. Они выполнены герметичными и имеют систему обеспечения теплового режима.
349
Одна из возможных компоновочных схем полезной нагрузки с разгонным блоком «Фрегат» под головным обтекателем приведена на рис. 16.5, где 1 - головной обтекатель; 2 - верхний бак РН; 3 - переходник; 4 - полезная нагрузка - малогабаритные спутники; 5 - разгонный блок; 6 - ферма для установки полезной нагрузки.
Рис. 16.5. Компоновка полезной нагрузки с разгонным блоком «Фрегат»
Имеется проект РБ «Фрегат – СБ» с дополнительным блоком топливных баков в форме тора, расположенного в нижней части разгонного блока [100].
Космические разгонные блоки «Д» и «ДМ»
Кислородно-керосиновый блок «Д» был создан в рамках лунной программы и был составной частью ракетного комплекса «Н-1-Л3». В настоящее время модернизированный блок «ДМ» используется в составе РН «Протон» и «Зенит 3SL» (Морской старт). Масса заправленного блока составляет 17,8 т, масса топлива – 14,78 т, сила тяги двигателя составляет около 80 kH. Блок «ДМ» размещается между ракетным блоком предыдущей ступени РН и полезной нагрузкой, которая закрывается головным обтекателем.
350