Путешествие в космос - Авиационно-космические системы США

«Дельта-3», 1998—2000

В Н)95 г. в преддверии коммерческого бума в области космической связи компайия «Boeing» (тогда еще «McDonnell Douglas») объявила о планах создания ракеты-носителя «Дельта-3» с грузоподъемностью 3,8 т на переходной орбите, то есть практически вдвое превышающей показатели модели «7925». Так как новая РН предназначалась исключительно для коммерческого использования, то все затраты на проект покрывались из собственных фондов разработчика. В итоге, ракета «Дельта-3» стала самой мощной американской ТКС, созданной на частные средства.

Значительную поддержку корпорации оказала фирма «Hughes», сразу же заказавшая десять ракет для выведения своих аппаратов. По существу, последнюю компанию, являвшуюся крупнейшим производителем спутников связи и которую корпорация «Boeing» приобрела в 2000 г., можно по праву назвать одним из инициаторов проекта.

Несмотря на жесткую конкуренцию на рынке средств выведения, иногда бывают периоды, когда, например, после аварии приостанавливается эксплуатация одной или даже двух ведущих РН. И в этом случае владельцы коммерческих аппаратов терпят значительные убытки, ожидая возобновления полетов, поскольку оперативно передать свой спутник на другую транспортную систему невозможно по техническим или политическим причинам, либо из-за ее загруженности.

Побывав в такой ситуации, компания «Hughes» сразу же подписала контракт на проведение запусков ракет «Дельта-3». Стоимость соглашения в печати не приводилась, указывалось лишь единственное условие отзыва заказа — несоответствие характеристик новой РН массово-габаритным параметрам типовых спутников связи.

Ограниченный бюджет программы «Дельта-3» вынудил компанию «Boeing» максимально использовать элементную базу прежних моделей семейства, а также отработанные компоненты с других транспортных систем. Предварительные расчеты показали, что добиться требуемой грузоподъемности можно за счет применения в составе ракеты «Дельта-2» второй ступени на криогенном топливе, а также повысив мощность ТТУ.

Имевшийся задел позволил компании «Alliant Techsystems» в достаточно короткие сроки разработать новые ускорители GEM-46 диаметром 1,16 м и высотой 14,7 м, развивающие в вакууме тягу до 64 т. (Предварительные изыскания по подобным ТТУ проводились фирмами «McDonnell Douglas» и «Hercules» еще в конце 1980-х для «Дельта-2» модели «8920».)

В целях улучшения управления ракетой в полете три из шести включаемых при старте ТТУ стали оснащаться поворотными соплами для регулирования вектором тяги. Для качания сопел этих ускорителей, получивших обозначение GEM-VN (Vectorable Nozzle— «поворачиваемое сопло»), применяется пневмогидравлическая система открытого типа: рабочее тело (масло) под давлением наддува дискретно подается в узел качания, а затем собирается в отдельной емкости. Запас компонента в системе, разработанной компанией «AlliedSignal», в 2,5 раза превышает номинальный расход при штатном полете. Сами сопла ускорителей GEM изготовляются фирмой «ВР-Hitco». Диаметр внешнего среза сопла ТТУ, обеспечивающих взлет ракеты, составляет 0,94 м, а изделий, включаемых в полете — 1,25 м.

Габариты коммерческих спутников связи предопределили использование головного обтекателя с диаметром не менее 4 м. В целях снижения высоты РН такой же диаметр был принят для второй ступени и верхнего бака горючего первой ступени.

Ключевым элементом программы «Дельта-3» стало создание второй криогенной ступени. Первоначально рассматривался вариант закупки в Японии весьма эффективного кислородно-водородного двигателя LE-5A с верхней ступени ракеты Н-2. Однако высокая стоимость этого ЖРД снижала коммерческую привлекательность будущей транспортной системы. (Тем не менее японские фирмы были привлечены к проекту — компания «Mitsubishi Heavy Industries» разработала баки горючего для обеих ступеней РН.)

В итоге, для ступени был выбран двигатель RL-10B-2 тягой 11,2 т, который проектировался фирмой «Pratt and Whitney» на базе двигателей RL-10A с разгонного блока «Центавр». Вариант закупки у корпорации «Lockheed Martin» самой ступени «Центавр» был отклонен также по экономическим соображениям.

На фоне знаменитого разгонного блока вторая ступень ракеты «Дельта-3» контрастирует своей простотой: топливные баки жесткой конструкции выполнены из алюминиевого сплава, каждый бак изготавливается как отдельный конструктивный элемент (совмещенные днища требуют повышенных трудозатрат), бак окислителя имеет меньший диаметр и размещен в переходнике, не воспринимая основную нагрузку, и т.д.

Отличительной особенностью двигателя RL-10B-2 является удлиненное сопло с насадком длиной 2,9 м, в развернутом состоянии обеспечивающим степень расширения сопла 285:1. В результате удельный импульс этого ЖРД достигает рекордного для химических двигателей значения 466,5 с. Разработкой насадка занималась французская фирма SEP. За счет использования углерод-углеродного материала масса этого элемента составила всего 100 кг (вкл. 2).

Для проведения запусков ракеты «Дельта-3» компания «Boeing» на собственные средства провела модернизацию стартовой площадки LC-17B на м. Канаверал. Наибольший объем работ был связан с монтажом оборудования для обслуживания и заправки криогенной ступени.

Первый старт ракеты «Дельта-3» состоялся в августе 1998 г., как обычно, со штатным спутником связи компании «Hughes». Однако полет окончился неудачей— вследствие ошибочной команды бортового компьютера РН потеряла управление и была подорвана. Общие убытки от аварии составили 225 млн долл., но при этом следует отметить, что ракета с полезным грузом были застрахованы на сумму в 250 млн долл.

Второй запуск ракеты «Дельта-3», состоявшийся в мае 1999 г., также стал аварийным — из-за отказа верхней ступени при повторном включении коммерческий спутник связи оказался на нерасчетной орбите.

Вследствие потери заказов на ракеты «Дельта-3» компания «Boeing» была вынуждена провести демонстрационный полет модели с макетом полезного груза, приняв на себя все соответствующие расходы (85 млн долл.). Несмотря на то что этот старт, осуществленный в августе 2000 г., прошел успешно, доверие к данной транспортной системе было подорвано, и большинство заказчиков аннулировало свои заявки.

В результате падения спроса в начале 2002 г. компания «Boeing» прекратила производство ракет «Дельта-3», а компоненты уже изготовленных моделей было предложено использовать в других проектах, например «Дельта-2» (новые ТТУ) и «Дельта-4» (криогенные ЖРД).

Как уже отмечалось, первый старт ракеты «Дельта-2» («7925Н») с ускорителями ОЕМ-46уже состоялся. В качестве полезного груза модели при этом запуске использовался принадлежащий NASA аппарат для исследования Марса.

^{Ракета «Дельта-3»}

Более того, осенью 2002 г. NASA заключило с компанией «Boeing», очередной контракт на производство 12 ракет «Дельта-2» различных модификаций. Условиями достигнутого соглашение также предусмотрена возможность закупки еще семи изделий. Эти РН агентство планирует использовать в 2006— 2009 гг. Двенадцать ракет должны стартовать с космодрома на мысе Канаверал, остальные — с базы Ванденберг. При выполнении условий контракта в полном объеме стоимость работ корпорации «Boeing» достигнет 1,2 млрд долл.

В завершении этого раздела представляется важным отметить следующее.

Эволюция ракет семейства «Дельта», общая надежность которых оценивается примерно в 97%, продемонстрировала высокую эффективность последовательной модернизации ТКС за счет использования уже готовых и отработанных элементов. При этом практически каждая новая модель семейства отличалась улучшенными техническими и экономическими показателями.

При этом, не умаляя значимости коммерческих инициа-г тив, следует подчеркнуть особую роль правительственных организаций в руководстве новыми разработками; их жесткие нормативные требования и стандарты, неминуемо ведущие к росту затрат, зачастую являются единственным залогом успешного завершения проекта. Неудача с ракетой «Дельта-3» — наглядное подтверждение этого достаточно очевидного положения.

<<<Назад Страница 126 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