Материал: Основы проектирования РН Куренков

Транспортировка РКН "Сатурн-V" от монтажно-испытательного корпуса к стартовому комплексу осуществлялась на специальном транспортёре в вертикальном положении (см. рис. 18.1, справа).

18.2 Выбор количества ступеней РН с учетом зон падения отработавших ракетных блоков

При проектировании новых РН и использовании существующих космодромов необходимо исследовать трассы полёта РБ. Массы топлива ракетных блоков следует выбирать таким образом, чтобы они падали в районы, ранее согласованные с местными органами власти. Иначе приходится нести дополнительные финансовые расходы на отчуждение новых районов падения отработавших РБ.

При проектировании РН, предназначенных для старта с новых создаваемых космодромов, следует учитывать тот факт, что при выводе полезной нагрузки на опорную орбиту двухступенчатыми РН количество районов падения РБ меньше, чем трехступенчатыми. С этой точки зрения оптимальной является двухступенчатая РН (хотя она не оптимальна по стартовой массе). Для двухступенчатой РН необходимо согласовывать лишь районы падения РБ первых ступеней. Желательно, чтобы отработавшие ракетные блоки последних ступеней РН не выводились на опорные орбиты, что приводит к засорению космического пространства, а летели бы по суборбитальной траектории и затапливались в акватории Мирового океана. При использовании такой схемы запуска характеристическую скорость двухступенчатой РН выбирают такой, чтобы она была немного меньше орбитальной скорости. Полезная же нагрузка выводится на опорную орбиту в этом случае за счет собственной двигательной установки.

18.3. Согласование характеристик РН с элементами технических и наземных стартовых комплексов

Структурная схема ракетно-космического комплекса, в которую входит стартовый комплекс, была представлена на рис. 1.1. Рассмотрим подробнее назначение, требования, состав и функционирование РКК на примере создаваемого космодрома

401

«Восточный» и проектируемого СК для РН среднего класса повышенной грузоподъёмности.

18.3.1. Требования к ракетно-космическому комплексу

РКК с РН среднего класса повышенной грузоподъемности должен обеспечивать:

-запуски пилотируемых и грузовых транспортных кораблей нового поколения, модулей орбитальных станций и платформ на низкие орбиты и автоматических КА на орбиты различных высот и наклонений, включая геопереходные и геостационарные орбиты, а также на отлётные траектории к планетам Солнечной системы;

-возможность проведения пусков в любое время года и суток при температуре окружающего воздуха от –40°С до +50°С, влажности до 98% (при температуре +20°С), атмосферном давлении от 620 до 780 мм рт. ст., скорости ветра у поверхности Земли до 20 м/с.

-хранение, приведение и содержание РН в установленных готовностях, техническое обслуживание и сборку ракет космического назначения, подготовку к пуску и пуски РКН;

-безударный выход РН из стартового сооружения и минимизацию газодинамических, в том числе ударно-волновых нагрузок, тепловых и акустических воздействий струй двигателей на СК и его оборудование.

18.3.2. Требования к стартовому комплексу

Макет стартового комплекса РН среднего класса повышенной грузоподъемности показан на рис. 18.5. Стартовый комплекс должен содержать командный пункт, хранилища компонентов ракетного топлива и сжатых газов, компрессорные станции, электросеть и др.

Стартовый комплекс должен обеспечивать:

–предстартовую подготовку и пуски РКН с годовой производительностью до 20 пусков (10 пусков на начальном этапе);

–транспортировку РКН на СК и (при необходимости) обратно;

–установку, стоянку, подготовку и запуск РКН;

–трехкратную заправку (со сливом в случае несостоявшегося пуска) РН и ракетных блоков компонентами ракетного топлива;

402

Рис. 18.5. Стартовый комплекс РН среднего класса повышенной грузоподъёмности [66]

–термостатирование РН и космической головной части воздухом высокого и низкого давления с заданными параметрами по температуре, чистоте и влажности;

–автоматическое и ручное (в нештатных ситуациях) управление всеми технологическими операциями;

–посадку в пилотируемый транспортный корабль и экстренную эвакуацию обслуживающего персонала в случае возникновения нештатных ситуаций;

–предстартовые работы с КА различного назначения в составе РКН;

–проведение необходимых работ и снятие РКН со стартового сооружения в случае отмены пуска;

–приём и хранение запасов компонентов ракетного топлива и приём (производство) сжатых газов в расчете на один пуск РКН.

18.3.3. Подготовка ракеты космического назначения на техническом и стартовом комплексах4

Некоторые операции сборки РКН в монтажно-испытательном корпусе и её транспортировки на СК показаны на рис. 18.6.

Процесс подъёма и установки РКН иллюстрируется на рис. 18.7.

4 Компьютерная графика выполнена под руководством проф. А.А.Маркина

403

Рис. 18.6. Процесс сборки ракеты в монтажно-испытательном корпусе и её транспортировки на СК

Рис. 18.7. Процесс подъёма, установки ракеты на стартовую позицию и подвода башни обслуживания

404

На рис. 18.8 представлена РКН в готовности к пуску.

Рис. 18.8. РКН в готовности к пуску

18.4. Согласование схем крепления РН с опорными элементами стартовых сооружений

На РН должны быть предусмотрены узлы сопряжения с опорными элементами стартовых сооружений, которые оказывают влияние на её компоновочную схему в части передачи усилий от стартовых опор. На рис. 18.9 показаны три из таких схем. На этих рисунках введены следующие обозначения: 1 - фермы для крепления РН; 2 - опоры РН (в районе нижнего силового кольца); 3 - силовое кольцо РН для крепления боковых блоков; 4 - фермы подвески РН; 5 - фермы крепления РН в районе нижних силовых колец; 6 – центральный блок; 7 – боковые блоки; 8 – стартово-стыковочное устройство; 9 – окна для газовых струй; 10 – опоры регулируемые; 11 – зоны расположения элементов крепления.

Если ракета опирается на хвостовой отсек (см. рис 18.9, а), то он должен быть силовым. Ракета может опираться на специальные опоры 2 в районе нижнего силового кольца. При установке ракеты из ниш пускового стола выдвигаются откидные опорные элементы 1.

405