Путешествие в космос - Авиационно-космические системы США

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.

^{Запуск пилотируемого аппарата ракетой "Дельа-4H"}

Сборка первых ступеней ракет «Дельта-4» осуществляется на предприятии площадью 140 тыс. м2 в Декейтере (шт. Алабама). На этом заводе, строительство которого было завершено в декабре 1999 г., выполняется полный цикл изготовления ступеней — от механической обработки листовых алюминиевых заготовок для топливных баков до комплексной предполетной проверки собранного ракетного блока. При изготовлении стенок баков широко используется сварка трением, а для соединения готовых обечаек и днищ, которые формуются из цельных заготовок, применяется традиционная электродуговая сварка.

Производственные мощности нового предприятия при численности персонала 1000—2000 человек позволят ежегодно выпускать до 40 ракет в год; продолжительность сборки одного изделия не должна превысить 6—7 месяцев (для современных ракет «Дельта-2» этот показатель составляет 2—2,5 года). Значительную экономию времени предполагается обеспечить за счет конвейерной сборки ракет в горизонтальном положении.

Изготовление и предполетную подготовку верхних ступеней для первых ракет «Дельта-4» компания «Boeing» проводила на предприятии в Пуэбло (шт. Колорадо), где выпускаются элементы ракет «Дельта-2» и «Дельта-3». Но в начале 2003 г. было принято решение перенести все производство в Декейтер.

Доставка ступеней ракет «Дельта-4» к месту старта осуществляется морским путем. Для этих целей было изготовлено судно «Delta Mariner» длиной 95 м, рассчитанное на транспортировку трех блоков СВС. Продолжительность плавания из Декейтера до мыса Канаверал (шт. Флорида) составляет неделю, а к космодрому на базе ВВС Ванденберг (шт. Калифорния) — около 20 суток.

На базе Ванденберг запуски ракет «Дельта-4» предполагается проводить со стартового комплекса SLC-6, а на м. Канаверал с площадки LC-37. Затраты на развертывание необходимой наземной инфраструктуры на Западном побережье оцениваются в 120 млн долл., а на Восточном полигоне— в 250 млн долл. Работы по строительству стартового комплекса LC-37, который был передан компании «Boeing» в долгосрочную аренду, финансировались из ее собственных фондов. Общие же затраты корпорации на программу «Дельта-4» превысили 1 млрд долл.

Предполетная подготовка РН семейства «Дельта-4» осуществляется по смешанной схеме, предполагающей проведение большого объема работ непосредственно на пусковой площадке.

В целом наземный комплекс ракет «Дельта-4» на м. Канаверал включает в себя три крупных сооружения (для обслуживания ракет «Дельта-2» используются 43 здания). В Эксплуатационном центре DOC (Delta Operations Center), расположенном в 2,4 км от стартовой площадки, разместились Центр управления запуском LCC (Launch Control Center) с 17 рабочими местами, Административно-координационный центр MDC (Mission Directors Center) с помещениями для владельцев полезного груза, Техническая зона ESA (Engineering Support Area), зал подготовки верхних ступеней и т.п.

Непосредственные работы с ракетами «Дельта-4» выполняются в шестиэтажном корпусе горизонтальной сборки HIF (Horizontal Integration Facility), занимающего площадь 106 х 76 м. Рабочий зал рассчитан на размещение шести ракет среднего класса или трех — тяжелого класса. Сборка и обслуживание ракет в горизонтальном положении существенно уменьшают и время, и стоимость работ. В сравнении с ракетой «Дельта-2» продолжительность предполетной подготовки новых моделей на технической позиции планируется сократить с 3—4 недель до двух, а общие ^трудозатраты, связанные с обеспечением запусков, на 54—58%.

Третьим сооружением наземной инфраструктуры ракет «Дельта-4» является полностью обновленная стартовая площадка LC-37, откуда ранее осуществлялись полеты ракет «Сатурн-IB». В состав комплекса, строительством которого занималась компания «Raytheon», вошли пусковая площадка, мобильная башня обслуживания высотой 100 м и массой 4100 т, подъемное устройство длиной 29 м и шириной 7,9 м для установки ракеты, хранилище компонентов топлива (емкость резервуара жидкого водорода составляет 3,2 млн л, а бака кислорода — 946 тыс. л), кран для монтажа полезного груза и стартовых ускорителей ракеты, а также две башни-фермы высотой 115 м с молниеотводами (вкл. 3).

После доставки и установки ракеты на пусковое устройство работы по предстартовому обслуживанию будут вестись в течение 8—10 дней (для ракет «Дельта-2» этот показатель составляет более трех недель).

В начале 2002 г. на технической позиции и стартовом комплексе LC-37 впервые был выполнен весь цикл предпусковых операций с ракетой «Дельта-4М», укомплектованной двумя ускорителями GEM-60 и головным обтекателем диаметром 4 м. Сложность оборудования и работ, на пусковой площадке потребовала проведения нескольких таких проверок с полной заправкой ракеты топливом и даже с запуском маршевого ЖРД первой ступени. (Длительная отработка систем стартового комплекса считается одной из причин почти полуторагодичной отсрочки начала эксплуатации ракет «Дельта-4».)

Несмотря на высокий риск, связанный с первым стартом, компании «Boeing» удалось найти коммерческого заказчика на запуск. Входе полета, осуществленного 20 ноября 2002 г., ракета «Дельта-4М + 4.2» успешно вывела в космос спутник связи «Eutelsat-W5» массой 3 т, принадлежащий одноименной европейской организации.

Условия, оговоренные сторонами при подписании контракта, оказались весьма необычными для аэрокосмической промышленности. Во-первых, расценки на запуск ракеты были снижены с реальных 80 до 30—40 млн долл. Во-вторых, корпорация «Boeing» на собственные средства застраховала космический аппарат стоимостью 100 млн долл.

Кроме того, оплата пусковых услуг должна была производиться заказчиком лишь после успешной доставки спутника на переходную орбиту. В противном же случае старт признавался неудачным и компания Eutelsat получила бы от корпорации «Boeing» страховой полис на возмещение убытков.

Последние операции по подготовке ракеты «Дельта-4М» к полету начались в полдень 20 ноября. За 4 ч до запуска (Т-4 ч) стартовая команда приступила к заправке изделия топливом. В расположенный сверху бак окислителя первой ступени было закачено 173,2 т жидкого кислорода, а в бак горючего — 28,6 т жидкого водорода. Вместительность соответствующих баков второй ступени определяется в 16,7 т и 2,87 т компонентов.

За 5 минут до старта все системы ракеты были переведены на бортовые источники электропитания; затем последовала команда на взвод воспламенителей и различных пиротехнических устройств, а также начался наддув топливных баков. В момент Т-22,5с были открыты клапаны магистралей подачи рабочей жидкости в систему управления вектором тяги ТТУ. Эта операция является важным этапом в циклограмме пуска, так как при последующем возникновении неисправностей и прекращении предстартовых операций на повторную подготовку ракеты к полету потребуется не менее двое суток...

За 9,5 с до взлета сработали искровые воспламенители, расположенные на пусковом устройстве под ракетой. Это производится с целью выжигания газообразного водорода, который мог вследствие утечки скопиться под двигателем, а после его включения вызвать дополнительные нагрузки на хвостовой отсек. В момент Т-5,5 с включился маршевый двигатель RS-68 первой ступени, тяга которого была практически сразу доведена до 297,4 т, соответствующих 101% от номинала. Выполнив последние проверки, система управления стартом подала команду на запуск твердотопливных ускорителей GEM-60 с расчетной тягой 113,3 т. После отвода консолей ка-бель-заправочной башни и разрыва опорных пироболтов ракета «Дельта-4М + 4.2» со стартовой массой 328,4 т начала подъем.

Профиль заряда ТТУ предусматривал некоторое снижение тяги и, соответственно, перегрузок при преодолении сверхзвукового барьера в Т + 48 с и при прохождении участка максимального скоростного напора (Т + 62 с). Отделение ускорителей было произведено на сотой секунде полета при скорости М=3 на высоте 29,5 км.

По мере подъема ракеты «Дельта-4» тяга двигателя RS-68 возросла до 337,5 т, а удельный импульс — до 410 с. В целях ограничения перегрузок значением 5,24 g в момент Т + 3 мин 53 с при скорости полета 4,9 км/с началось постепенное снижение тяги ЖРД, а перед завершением работы первой ступени в Т+4 мин 5 с уровень тяги составил 58%.

После разделения ступеней, произошедшего на высоте 124,2 км при скорости — 5,3 км/с, последовал непродолжительный в 10 с пассивный участок полета, в течение которого на второй ступени были проведены предпусковые операции, в том числе и развертывание соплового насадка двигателя RL-10B-2.

Через десять секунд после включения маршевого ЖРД ступени, развивающего тягу 11,3 т, на высоте 151,2 км произошло отделение головного обтекателя, а спустя минуту сброс силового технологического кольца соплового насадка двигателя. (Выполненный из углерод-углеродного материала насадок имеет чрезвычайно легкую конструкцию: при длине около 3 м и диаметре среза 2,1 м его масса составляет всего 100 кг.)

Активный участок второй ступени длился 8 мин 30 с, после остановки маршевого двигателя ракета оказалась на опорной орбите высотой 180 х 578 км и наклонением 27,3°. Повторное включение ЖРД состоялось в момент Т + 23 мин, когда изделие находилось над атлантическим побережьем Африки. За 5 мин работы ступени ракета вышла на переходную орбиту •с параметрами 522 х 34956 км и наклонением 13,5е.

Последующие 9 мин пассивного полета были посвящены ориентации и стабилизации ступени (небольшие двигатели придали ей вращение со скоростью 1,5 об/мин). Отделение спутника «Eutelsat-W5» произошло через 37 мин 35 с после старта ракеты.

Второй запуск ракеты «Дельта-4М», осуществленный в марте 2003 г., стал первым стартом в рамках программы EELV: в ходе полета на стационарную орбиту был выведен военный спутник связи DSCS-3 массой 1,24 т и стоимостью 300 млн долл.

Важным этапом реализации программы EELV стал состоявшийся в конце 2004 г. испытательный запуск модели тяжелого класса. Поскольку получить коммерческий заказ на ракету «Дельта-4Н» не представлялось возможным, то ВВС еще в 2000 г. приняли решение выделить 140 млн долл. на проведение ее демонстрационного полета с макетом полезного груза.

<<<Назад Страница 10 Далее>>>

WalkInSpace.Ru

Правила:

«Путешествие в космос» © 2024

Использование материалов допускается при условии указания авторства WalkInSpace.ru и активной ссылки на www.WalkInSpace.ru.

Используются технологии uCoz