Материал: Основы проектирования РН Куренков
На всех ракетных блоках используется топливо «жидкий кислород - жидкий водород». В варианте (а) РКК «Энергия» используется перелив топлива. В остальных вариантах перелива топлива не предусмотрено. В вариантах (а) и (в) на возвращаемых ракетных ускорителях устанавливаются по два турбореактивных двигателя АЛ31, которые используются для возврата их на аэродром и посадки.
По данным работы [31] возвращаемые ракетные блоки пока экономически неэффективны. Для практической реализации повторного запуска возвращаемых РБ необходимо создать единую службу, ответственную за поиск, погрузку, транспортировку РБ, составление дефектной ведомости, разработку проекта ремонта возвратившихся блоков. Руководители такой службы должны брать на себя ответственность за заключение о пригодности блоков к дальнейшему использованию.
Таблица 17.8. Многоразовые ракетно-космические системы [39]
Разработчик |
Вариант (а) |
Вариант (б) |
Вариант (в) |
Вариант (г) |
|
РКК |
КБ «Са- |
НПОмаш |
ЦНИИмаш |
||
|
«Энергия» |
лют» |
|||
|
|
|
|||
Год разработки |
1996 |
1997 |
1995 |
1995 |
|
Стартовая масса, т |
674 |
750 |
570 |
548 |
|
Масса полезного груза |
26 |
24,1 |
25 |
25 |
|
Н=200 км, i=51°, т |
|||||
|
|
|
|
||
Стартовая перегрузка |
1,31 |
1,22 |
1,37 |
1,47 |
|
Число М при разделен. |
8,5 |
3,24 |
|
4,2 |
|
Относительная масса |
3,85 |
3,2 |
4,38 |
4,5 |
|
полезной нагрузки, % |
|||||
|
|
|
|
||
Базовые диаметры |
7,7/5,0 и |
6,3/3,9 |
6,0/5,6 |
7/5,4 |
|
блоков ВРУ/БВ, м |
3,9 |
||||
|
|
|
|||
Габариты РН длина |
43 30 |
63,9 24,8 |
46,2 27,0 |
60 22,7 |
|
размах крыла, м |
|||||
|
|
|
|
||
Количество двигателей |
5/1 |
4/2 |
4/3 |
5/2 |
|
ВРУ/БВ |
|||||
|
|
|
|
||
Тип двигателей |
РД-0120 |
РА-0120 |
РД-0120/РД- |
новые раз- |
|
ВРУ/БВ |
/РЛ-0120 |
/РД-0120 |
0120+А56 |
работки |
|
Тяга одного двигателя |
1472/1900 |
1565/1858 |
1476/1900 |
1154/1456 |
|
ВРУ (Рземн/Рпуст) kН |
|||||
|
|
|
|
||
Масса маршевого топ- |
408,6/105,6 |
216,8/421,2 |
320/115 |
189,1/256 |
|
лива на ВРУ/БВ, т |
|||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
396 |
|
|
|
|
Контрольные вопросы
1.В чём преимущество серии РН различной грузоподъемности на основе унификации ракетных блоков? Приведите примеры.
2.Расскажите о проектах семейства РН «Ангара».
3.Расскажите о проектах семейства китайских РН «Великий по- ход-5».
4.Расскажите о проектах семейства РН «Фалкон» и SLS (США) Назовите особенности ракет этих семейств.
5.Расскажите об этапах модернизации ракет-носителей на базе РН «Союз». Приведите некоторые характеристики.
6.Расскажите о ракете-носителе «Союз-2-1в».
7.Расскажите о семействе ракет Европейского космического агентства и об особенностях этого семейства.
8.Приведите этапы методики приближенной оценки грузоподъемности РН, составленных из существующих ракетных блоков.
9.Приведите методику оптимизации массы модернизируемых ракетных блоков в составе существующих РН.
10.Расскажите о схемах возвращения ракетных блоков. Приведите примеры отечественных разработок и проектов.
11.Расскажите о схемах возвращения ракетных блоков зарубежных разработок.
12.Назовите преимущества и недостатки использования возвращаемых ракетных блоков.
13.Приведите схемы вариантов частично возвращаемых ракет- но-космических систем. Приведите некоторые схемы и характеристики таких систем.
397
18. СОГЛАСОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК РАКЕТ-НОСИТЕЛЕЙ, КОСМОДРОМА И СТАРТОВОГО КОМПЛЕКСА
18.1. Ограничения по габаритам в связи с расположением космодромов и транспортировкой ракетных блоков
Если космодром находится на побережье океана, моря или даже крупной реки, то ограничений, как правило, нет. Напомним, что транспортировка ракетных блоков РН "Сатурн-V" от заводаизготовителя к космодрому осуществлялась на барже, оборудованной специальными подъёмно транспортными механизмами (рис. 18.1, слева).
Рис. 18.1. Транспортировка ракетных блоков и РН Сатурн-V
398
Если транспортировка ракетных блоков осуществляется железнодорожным транспортом, то вводятся ограничения, связанные с габаритными размерами вагонов: длина до 20 м и ширина до 4,1 м. Причем если диаметр ракетного блока не более 3,8 м, то транспортировка железнодорожным транспортом возможна без остановки встречного движения, а при диаметре 4.1 м - с остановкой.
Если транспортировка блоков РН осуществляется воздушным транспортом, то вводятся ограничения, связанные с грузоподъемностью и габаритами самолета-транспортировщика или вертолета-транспортировщика. Например, при транспортировке ракетных блоков внутри фюзеляжа самолета Ан-124 («Руслан») следует учитывать, что грузоподъемность составляет 120 т, длина грузовой кабины - 41,5 м, ширина - 6,4 м, высота – 4.4 м.
При транспортировке ракетных блоков над фюзеляжем самолета вводятся дополнительные требования, связанные с прочностью самолета, а также с аэродинамическими характеристиками системы «самолет - перевозимая конструкция». Примером воздушной транспортировки может служить транспортировка баков РН "Энергия" на самолете 3-МТ (рис. 18.2). Отметим, что баки перевозились в надутом состоянии и для системы "самолет - бак" проводились специальные аэродинамические и прочностные расчёты.
Рис. 18.2. Самолёт 3-МТ с баком горючего РН "Энергия"
На рис. 18.3 показан процесс разгрузки одного из баков РН «Энергия» с самолёта 3-МТ на аэродроме «Юбилейный»" (Байконур).
399
Рис. 18.3. Разгрузка бака окислителя РН "Энергия"
Собранная РН "Энергия" с «Бураном» от МИК к СК доставлялась на подъёмно-транспортном устройстве (рис. 18.4), которое передвигалось по двум железнодорожным колеям.
Рис. 18.4. Транспортировка РКН «Энергия» на стартовый комплекс
400