Ракеты компании «Boeing» (Часть 2)

В целях расширения возможностей по выведению аппаратов среднего и промежуточного классов компания «Boeing» цодготовила варианты комплектации ракеты «Дельта-4М» двумя и четырьмя твердотопливными ускорителями GEM-60 фирмы «Alliant Techsystems». Три новые модели, получившие обозначение «Дельта-4М + 4.2», «Дельта-4М + 5.2» и «Дельта-4М + 5.4», позволят доставлять на переходную орбиту спутники массой 5,85 т, 4,64 т и 6,6 т соответственно. В составе последних двух изделий, в обозначении которых присутствует цифра 5, предполагается использовать модифицированную вторую ступень диаметром 5 м и головной обтекатель того же размера.

Ракета тяжелого класса «Дельта-4Н» высотой до 72 м представляет собой сборку центрального блока с модели «Дельта-4М + 5» и двух стартовых ускорителей, созданных на базе блока СВС. За счет этого грузоподъемность модели возрастет до 23т и 13,1т при выведении на низкую и переходную орбиты соответственно.

Справочные данные. Жидкостный ракетный двигатель RL-10B-2 (ВКЛ. 2)

Разработчик — «Pratt and Whitney».

Применение— вторая ступень ракет «Дельта-3» и «Дель-та-4».

Начало эксплуатации — 1998г. («Дельта-3»), 2002 г. («Дельта-4»).

«Сухая» масса — 259 кг.

Длина (в рабочем состоянии) — 4,15 м.

Максимальный диаметр — 2,22 м.

Окислитель — жидкий кислород, расход компонента 19,9 кг/с.

Горючее — жидкий водород, расход компонента 3,3 кг/с.

Соотношение компонентов— 6:1.

Насос окислителя:

— масса— 11,3 кг;

— скорость вращения — 14676 об/мин;

— давление подачи — 55,6 атм.

Насос горючего:

— масса — 34 кг;

— скорость вращения — 36 690 об/мин;

— давление подачи — 96,7 атм.

Камера сгорания:

— давление — 42,2 атм;

— температура — 3340 °С;

— материал — нержавеющая сталь AISI-347;

— охлаждение регенеративное, горючим.

Сопло:

— длина (с ... Читать дальше »

Ракеты компании «Boeing»

Основным элементом ракет семейства «Дельта-4» является первая криогенная ступень высотой 37,5 м и диаметром 4,8 м. Для данного ракетного блока, названного «Common Booster Core» (СВС), фирмой «Rocketdyne», которая является подразделением корпорации «Boeing», был разработан кислородно-водород-ный двигатель RS-68 тягой 294 т на уровне моря (см. вкл. 1, — здесь и далее так указывается номер рисунка во вклейке).

Новый ЖРД, отличающийся простотой конструкции и, как следствие, низкой стоимостью изготовления, является самым мощным для своего класса. Приближающийся к нему пб характеристикам двигатель SSME, применяемый в составе МТКС «Спейс Шаттл», способен развивать тягу 190 т. При этом следует отметить, что по сравнению с последним изделием число сборочных узлов в двигателе RS-68 сокращено на 90%. Так, например, сопло этого ЖРД с абляционным теплозащитным покрытием собирается из четырех элементов, сопло же двигателя SSME имеет наборную конструкцию ... Читать дальше »

Разрабатываемые ракеты-носители

В рамках программы EELV компанией «Boeing» были созданы ракеты-носители семейства «Дельта-4», проект компании «Lockheed Martin» получил название «Атлас-5».

Исходя из первоначального технического задания на программу компаниями разрабатывались ракеты трех классов — легкого (с обозначением S), среднего (М) и тяжелого (Н). Однако непосредственно перед заключением основных контрактов в целях сокращения затрат обе фирмы с согласия ВВС отказались от создания легких моделей. Выведение же спутников массой до 2 т на переходной орбите (или массой 4-4,5т на полярной орбите) было решено осуществлять, либо новыми ракетами среднего класса, либо уже существующими транспортными системами.

Но поскольку подготовленные в рамках программы EELV проекты ракет легкого класса могут получить дальнейшее развитие в будущем, их краткие характеристики включены в предлагаемое описание новых средств выведения.

Этапы выполнения программы

Работы по программе EELV были разбиты на три этапа. В ходе первого из них, длившегося с сентября 1995 г. по ноябрь 1996 г., определялся проектный облик будущих средств выведения и составлялся перечень уже созданных на базе современных технологий систем и блоков, с помощью которых предлагалось проводить модернизацию существующих ракет-носителей. Кроме того, готовились мероприятия по максимальному снижению технического риска при реализации проекта.

В работах первого этапа программы EELV на конкурсной основе принимали участие четыре промышленных компании. С каждой из них были заключены контракты стоимостью по 30 млн долл.

Компания «Alliant Techsystems» проектировала семейство РН на базе твердотопливного ускорителя SRMU, созданного ею для ракеты «Титан-4В». Модель легкого класса с поперечным делением ступеней комплектовалась двумя РДТТ и верхней ступенью с ЖРД. Для обеспечения запуска аппаратов среднего класса ракета оснащалась двумя п ... Читать дальше »

Задачи программы

Основной задачей программы EELV было определено создание путем последовательной модернизации имеющихся ра-кет-носителей двух семейств новых транспортных систем, которые при существенно меньших затратах на запуски (примерно на 25—50%) обеспечивали бы выведение на низкую околоземную орбиту грузов в широком диапазоне масс от 4 т до 20,4 т.

Согласно техническому заданию каждое из разрабатываемых семейств должно включать в себя две основные модели: ракету среднего класса, обеспечивающую доставку на переходную орбиту спутников массой до 4,5 т, и тяжелую ракету грузоподъемностью 13—15 т. Выведение КА промежуточного класа должно осуществляться модификациями первой ракеты, отличающимися различным количеством стартовых ускорителей и мощностью верхних ступеней. (Первоначально в рамках программы также предполагалось подготовить легкие модели грузоподъемностью до 2,2 т, однако в 1998 г. в целях экономии средств работы по ним были приостановлены.)

Среди о ... Читать дальше »

ГЛАВА 1. Программа EELV

Одобренная правительством программа .модернизации средств выведения КА военного назначения получила название «Evolved Expendable Launch Vehicle» (EELV). Головным заказчиком проекта, на который выделялось около 2 млрд долл., стал Центр космических и ракетных систем SMSC («Space and Missile Systems Center»), входящий в структуру ВВС.

Концепция программы EELV была выработана в ходе исследования «Изучение вариантов модернизации ТКС» («Space Launch Modernization Study» — SLMS), выполненного специалистами ВВС в начале 1994 г. В качестве основных требований к перспективным средствам выведения военных грузов определялись низкая стоимость старта, возможность запуска крупногабаритных КА стратегического назначения и, в перспективе, пилотируемых аппаратов, а также высокая конкурентоспособность на международном рынке пусковых космических услуг.

В ходе исследования SLMS рассматривались четыре варианта программы обновления парка средств вы ... Читать дальше »

РАЗДЕЛ 1. Разработки министерства обороны

Директивой «Политика в области ТКС» вновь был подтвержден статус Министерства обороны как головного ведомства, отвечающего за развертывание космических систем стратегического назначения, решающих задачи национальной безопасности. Все вопросы транспортного обеспечения подобных программ должны полностью находиться в ведении Министерства обороны. Вместе с тем указывалось, что работы по усовершенствованию ракет-носителей необходимо выполнять в тесном сотрудничестве с разведывательными организациями, NASA, Министерствами транспорта и торговли.

ВВЕДЕНИЕ

Катастрофа 1 февраля-2003 г., в результате которой была утрачена орбитальная ступень «Колумбия» системы «Спейс Шаттл» и погибли семь астронавтов, потребовала внесения значительных корректив во всю национальную космическую программу США. Приостановление, а в последующем снижение интенсивности эксплуатации этой многоразовой транспортной системы из-за сокращения числа ее орбитальных ступеней существенно затруднило реализацию многих проектов с участием человека, так как иных средств выведения людей в космос у США не было и в ближайшей перспективе не появится.

Поэтому проектирование новой пилотируемой транспортной системы стало одной из приоритетных задач американской космической программы. Для ее создания потребуется лет десять. Если же объявленная в начале 2004 г. президентская инициатива о повторной высадке астронавтов на Луну к 2020 г. начнет воплощаться в жизнь, то разработка необходимой ра-кетно-космической системы займет гораздо больше времени.

Та ... Читать дальше »

ПРЕДИСЛОВИЕ

Сначала романтики от космоса мечтали только о его достижении (нетерпеливые грезили полетами к другим планетам). Затем появились идеи об использовании космического пространства для решения практических и научных задач: связи, навигации, наблюдения... Но любой такой проект начинался, конечно, с выведения спутника на околоземную орбиту.

Транспортным космическим системам, обеспечивающим доставку грузов в космос, и посвящена эта книга. Тема раскрывается на проектах, которые были реализованы или выполняются в настоящее время в США — одной из ведущих космических держав.

Исторически сложилось так, что эволюция проектов средств выведения космических аппаратов шла по двум направлениям. Одно из них предусматривало использование ракетных систем, а второе — развитие высокоскоростной авиации и разработку воздушно-космических самолетов. Значительный опыт по эксплуатации боевых баллистических ракет, накопленный к концу 1950-х годов, вкупе с высокой сложностью со ... Читать дальше »