Путешествие в космос - Авиационно-космические системы США

Ракеты семейства «Титан» (Часть 7)

В середине 1980-х годов компания «Martin Marietta» объявила о планах создания коммерческого варианта ракеты «Титан-34D» со стартовой массой около 680 т. Грузоподъемность новой модели, названной «Титан-3», была определена в 14,7 т (на низкой орбите), что позволило бы одновременно выводить два типовых спутника связи; в комплектации с разгонными блоками PAM-D и IUS она бы доставляла на переходную орбиту аппараты массой 1,28 т и 4,9 т.

Для достижения заявленных показателей базовая модель подверглась следующим доработкам: был удлинен на 0,43 м топливный отсек второй ступени, улучшены характеристики гидразинных ЖРД системы ориентации, расположенных на переходном отсеке второй ступени, а также создан новый головной обтекатель диаметром 4 м. Верхняя секция обтекателя длиной 10,4 м изготавливалась из алюминиевого сотового набора с графито-эпоксидным покрытием. Его поставщиком стала швейцарская фирма «Contraves», разрабатывавшая аналогичные изделия для ракет «Ариан». Два варианта нижней (опорной) секции длиной 2,5 м и 5,1м производились немецкой компанией «Dornier» (удлиненная секция использовалась для размещения одного из спутников при групповом выведении).

^{Ракета «Титан-3»}

В ходе запуска головная часть обтекателя раскрывалась на 280 с полета при работе второй ступени; отделение верхнего аппарата происходило на 67 мин после старта. После выполнения второй ступенью маневра по уходу на безопасное расстояние спутник с помощью дополнительного разгонного блока выходил на переходную орбиту. На 148 мин срабатывали специальные толкатели, отводившие опорную секцию обтекателя, а спустя 7,5 мин происходило отделение нижнего спутника.

Несмотря на оптимистические прогнозы, ракета «Титан-3», стоимость запуска -которой составила 110 млн долл., не приобрела большого спроса на рынке. В 1990—1992 гг. было осуществлено лишь три полета с коммерческими спутниками (один окончился неудачей), а одну ракету использовало NASA для выведения межпланетного аппарата «Mars Observer».

Модель «Титан-34Б» стала базовым изделием и для ракеты «Титан-4», являющейся в настоящее время самой мощной в мире (вкл. 37).

Инициатором проекта в 1983 г. выступили ВВС, которые после сравнения потребностей в запусках военных грузов и реальных возможностей системы «Спейс Шаттл» пришли к выводу о необходимости создания к 1988 г. одноразовой РН, сопоставимой по своим энергетическим характеристикам с МТКС. Несмотря на то что новая ракета рассматривалась как вспомогательная, она должна была также в определенной степени скомпенсировать некоторые нереализованные возможности МТКС, в частности по выведению тяжелых спутников массой до 14,5 т на полярные орбиты.

Предложенный ВВС проект CELV («Complementary Expendable Launch Vehicle» — «Дополнительная одноразовая ракета-носитель») вызвал негативную реакцию в правительственных кругах, поддерживавших монополию МТКС «Спейс Шаттл» на рынке запусков. Лишь в 1985 г. после одобрения программы и проведения соответствующего конкурса ВВС подписали с компанией «Martin Marietta» контракт стоимостью 2,1 млрд долл. на производство 10 ракет «Титан-4».

Катастрофа «Челленджера» и последовавший за ней кризис национальной"космической программы полностью подтвердили обоснованность опасений ВВС (хотя в своих исследованиях военное ведомство и не рассматривало столь драматическое развитие событий). Уже в августе 1986 г. объем заказа на ракеты «Титан-4» возрастает до 23 изделий, а в ноябре 1989 г. (спустя год после возобновления полетов МТКС) до 41 ракеты на общую сумму в 7,8 млрд долл.

Реализация проекта «Титан-4» потребовала доработки всех основных элементов ракеты «Титан-34Б»: удлинения первой и второй ступеней, некоторой модернизации их маршевых ЖРД, создания семисекционных стартовых ускорителей (вначале работ новая модель имела обозначение «Титан-34Б-7») и изготовления нескольких крупногабаритных обтекателей диаметром 5,09 м и длиной от 15,2 м до 26,2 м, предоставлявших практически тот же полезный объем, что и грузовой отсек орбитального корабля МТКС.

Несмотря на определенные сложности, разработка стартовых ускорителей ракеты была выполнена достаточно быстро. Новые ТТУ проектировались на базе семисекционных РДТТ, подготовленных фирмой UTC еще в конце 1960-х годов для невоплощенной модели «Титан-ЗМ». Поэтому в рамках программы «Титан-4» потребовалось провести лишь квалификационные испытания двух образцов изделия. Принятые к эксплуатации ускорители имели следующие характеристики: масса — 342,8 т, длина — 34,43 м, масса топлива — 295,5 т, продолжительность работы — 126,5 с, тяга (средняя на уровне моря) — 726,2 т.

Как и базовая модель, ракета «Титан-4», осуществившая свой первый полет летом 1989 г., может использоваться и в двухступенчатом варианте, и в комплектации с двумя типами верхних ступеней: IUS и «Центавр». Если пёрвый разгонный блок многие годы эксплуатируется в составе различных транспортных систем практически в неизменном виде, то второй качественно отличается от своих предшественников. Ступень «Центавр», первоначально проектировавшаяся для МТКС «Спейс Шаттл» под названием «Centaur G-prime», имеет длину 8,9 м и диаметр 4,5 м. В сочетании с этим блоком, который полностью закрывается обтекателем, ракета «Титан-4» обеспечивает прямое выведение на стационарную орбиту грузов массой 4,5 т.

В двухступенчатом варианте ракета «Титан-4» применяется в основном для выведения спутников на полярные орбиты с территории Западного полигона. Если на м. Канаверал реализована схема мобильного старта, то на базе Ванденберг большая часть работ по сборке и предполетной подготовке выполняется непосредственно на пусковой площадке SLC-4E.

Ступени центрального блока, головной обтекатель и полезный груз ракеты «Титан-4» доставляются на базу Ванденберг самолетами С-5. Секции ТТУ подвозятся по железной дороге; на их приемку и инспектирование, включая ультразвуковой контроль и рентгеноскопию, а также на регламентные работы в хранилище отводится 6 мес.

^{Компоновка ракеты «Титан-4В» с разгонным блоком IUS}

Сборка РН на стартовой площадке начинается с установки нижней секции ускорителя на пусковом устройстве. После сборки ТТУ производится подвеска центральных ступеней, а затем монтаж выводимого аппарата. Для предстартового обслуживания ракеты используется мобильная башня обслуживания высотой 97 м и массой 5500 т. В верхней ее части на уровне полезного груза предусмотрены пролеты с кондиционированием внутренних помещений.

Непосредственно к предпусковым операциям и заправке РН топливом приступают за 54 ч до старта. Откат башни обслуживания производится в момент Т-5 ч. Учитывая важность операции, отделение башни от полностью заправленной ракеты контролируется в разных местах двумя десятками специалистов. Транспортировка сооружения на 90 м от площадки занимает 60—90 мин, хотя при необходимости скорость движения можно увеличить в два раза. В целом работы с РН на стартовом комплексе — от начала монтажа ускорителей до запуска — длятся 110—180 суток.

Высокая сложность ракеты «Титан-4», жесточайшие требования по обеспечению качества работ и надежности бортовых систем предопределили основной ее недостаток — высокую стоимость. Запуск модели в двухступенчатом варианте обходится в 200 млн долл., а в комплектации с блоком «Центавр» затраты могут достигать 400 млн долл.

<<<Назад Страница 98 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