Путешествие в космос - Авиационно-космические системы США

Проект «Морской старт» (Часть 2)

Вторая ступень ракеты «Зенит-3» оснащается двигателем РД-120 тягой 85 т в вакууме. Этот ЖРД, как и предыдущий, изготовлен НПО «Энергомаш». Так же на ступени смонтированы четыре верньерных двигателя тягой по 2,1 т.

(Двухступенчатая ракета «Зенит-2», стартующая с космодрома Байконур, выводит на орбиту высотой 200 км и наклонением 51,6е грузы массой 13,7 т, а на низкую полярную орбиту спутники массой 11,4 т.)

Для запусков стационарных спутников ракета «Зенит-З» комплектуется верхней ступенью «Блок-ДМ» ракетно-косми-ческой корпорации (РКК) «Энергия» (Россия). Этот универсальный разгонный блок, который также применяется в составе ракет «Протон», оснащен двигателем тягой 8,7 т, допускающим многократные включения. Диаметр внешней обшивки «Блока-ДМ» составляет 3,7 м, тогда как нижние ступени имеют диаметр. 3,9 м.

Головной обтекатель ракеты, выполненный из графито-эпоксидного материала, рассчитывался исходя из габаритов типовых спутников связи; его длина составила 11,4 м, диаметр 4,2 м.

При высоте 60 м стартовая масса ракеты «Зенит-ЗБЬ» достигает почти 470 т (вкл. 43).

Все основные разработчики ракеты «Зенит-З» стали соучредителями компании «Sea Launch», ответственной за непосредственную реализацию проекта «Морской старт», стоимость которого была оценена в 500 млн долл.

Корпорация «Boeing» с долевым участием 40% приняла на себя общее руководство программой, маркетинг РН на международном рынке, строительство портовых сооружений, разработку головного обтекателя и переходника для полезного груза. Кроме того, значительную роль корпорация сыграла в поиске инвесторов, среди которых числятся крупнейшие банки мира, а также в лоббировании программы на самом высоком политическом уровне. Проект «Морской старт» фигурирует не в одном межправительственном соглашении.

Украинские предприятия — Производственное объединение «Южмашзавод» и Государственное конструкторское бюро «Южное» им. М.К. Янгеля — с общим пакетом акций в 15% выступают в качестве поставщиков первых двух ступеней ракеты.

В функции РКК «Энергия» с 25% уставного капитала вошли поставка ступени «Блок-ДМ», большая часть работ по предстартовой подготовке и обеспечению запуска ракеты.

Разработкой морского сегмента ракетно-космического комплекса «Зенит-3SL» занималась норвежская компания «Kvaerner», ее участие в проекте было определено в 20%. После завершения строительства стартовой платформы и сборочно-командного судна эта фирма осуществляет их текущую эксплуатацию.

Для проведения запусков ракет «Зенит-ЗБЬ» было предложено переоборудовать поврежденную при пожаре нефтедобывающую платформу. В 1995 г. самоходная типа катамаран платформа под именем «Одиссей» была доставлена на судоверфь фирмы «Kvaerner» в Ставангере (Норвегия). В ходе ее ремонта и модернизации были выполнены следующие работы. Под кормовую часть, где должно монтироваться пусковое устройство, была подведена пятая пара опор, при этом длина понтонов увеличилась на 14 м. На палубе разместились кондиционированный ангар для ракеты, в надстройке — каюты экипажа численностью в 70 человек, капитанский мостик, вертолетная площадка и прочее оборудование.

После проведения монтажно-строительных работ, на которые было израсходовано 78 млн долл. и 500 тыс чел.-ч, характеристики платформы «Одиссей» стали такие: длина— 133 м (по понтонам), ширина — 67 м, высота — 75 м, водоизмещение (на ходу) — 30 тыс. т.

В мае 1997 г. для установки элементов ракетного комплекса платформа своим ходом была отправлена в Россию. Обновленная силовая установка с четырьмя гребными винтами диаметром 3,6 м обеспечивает транспортировку платформы со скоростью 12 узлов. На судоверфи в Выборге российские специалисты произвели монтаж пусковой площадки, систем заправки ракеты с емкостями для хранения топлива, транспортер-установщик и прочие агрегаты.

Летом 1998 г. после непродолжительных испытаний оборудования с макетом ракеты платформа «Одиссей» отправилась в калифорнийский порт Лонг-Бич (место базирования комплекса определялось исходя из близости основных производителей коммерческих спутников связи). Первоначально планировалось совершить трансатлантический переход с прохождением пролива Дрейка у мыса Горн для выхода в Тихий океан. Однако неблагоприятная погода в южном полушарии вынудила изменить маршрут: Гибралтар, Порт-Саид (Египет), Суэцкий канал, Сингапур и Лонг-Бич, куда платформа прибыла в октябре того же года.

В отличие от стартовой платформы сборочно-командное судно, предназначенное для предполетной подготовки и управления запуском ракет «Зенит-ЗБЬ», проектировалось компанией «Kvaerner» «с чистого листа». Стоимость его строительства составила 93 млн долл.

Уникальный корабль водоизмещением 30 тыс. т имеет длину 203 м, ширину 32 м. Судно, названное «"Sea Launch Commander" («Командир "Морского старта"»), строилось на верфи в Глазго (Шотландия) и было спущено на воду в декабре 1996 г. Ровно через год корабль прибыл на Канонерский судоремонтный завод в Санкт-Петербурге для монтажа технологической оснастки обслуживания ракет и систем управления стартом.

Основной зал сборки и предполетной подготовки ракет «Зе-hht-3SL» занимает большую часть корабля. Рабочее помещение длиной 66 м, шириной 30 м и высотой 18 м вмещает три изделия (важной особенностью ракет «Зенит» является проведение монтажно-сборочных работ в горизонтальном положении). В носовой части расположены отсеки для обслуживания третьей ступени и хранения оборудования, подготовка которого проводится на суше.

На баке корабля имеется посадочная площадка и ангар для вертолета Bell-222 грузоподъемностью 1,4 т.

Жилые и бытовые помещения расположены в надстройках. Численность экипажа СКС может достигать 250 человек. Помимо одно- и двухместных кают на корабле предусмотрено несколько апартаментов первого и высшего класса. Кроме того, имеются спортивный зал, небольшой бассейн и кинозал.

Капитанский мостик оборудован самыми современными системами управления кораблем. Ходовая часть судна включает в себя два двигателя финского производства. Маневрирование и стабилизация судна осуществляются с помощью нескольких вспомогательных силовых установок. Судно оборудовано успокоителями качки. Над мостиком установлены несколько антенн систем связи и навигации.

Комплектация СКС технологическим и служебным оборудованием была завершена в июне 1998 г. Общая масса российских систем и агрегатов, установленных на корабле, превысила 600 т. Трансатлантическое путешествие из Петербурга в Лонг-Бич длилось чуть больше месяца. С этим рейсом в США были доставлены первые две ракеты «Зенит-3SL».

Определенным доработкам подверглись и бортовые системы ракеты «Зенит-SSL». В первую очередь, они коснулись элементов, чувствительных к океанскому климату и нагрузкам, возникающим .при морских переходах.

В отличие от условий обычных космодромов управление запуском ракеты с СКС производится по радиоканалам. Поэтому пришлось модернизировать приемо-передающее оборудование связи, обеспечив при этом электромагнитную совместимость с многочисленными установками командного корабля и платформы. Кроме того, потребовалось организовать каналы управления полетом РН за пределами радиовидимости средств СКС. В этих целях используются технические средства подмосковного Центра управления полетами, а ретрансляция данных с ракеты осуществляется через американские спутники связи.

Комплектующие ракету «Зенит-SSL» блоки доставляются в Лонг-Бич обычным морским транспортом. Техническая база компании «Sea Launch» развернута на территории площадью 6,8 га, ранее принадлежащей ВМС.

Строительством наземного комплекса по контракту стоимостью 20 млн долл. занималась фирма «Astrotech Space Operations». С началом эксплуатации ракет «Зенит-SSL» в 1999 г. эта организация приняла на себя задачи предполетной подготовки КА.

Основные технические сооружения размещаются на насыпном моле, защищающем небольшую бухту. Заброшенный ангар переоборудован в хранилище для трех ракет «Зенит». Вблизи от него построен корпус обслуживания полезного груза. В здании общей площадью 3000 м2 предусмотрено два рабочих зала размерами 15 х 20 м и с высотой 15 м. В этих помещениях, где поддерживается повышенный уровень чистоты, выполняются последние проверки спутников и их заправка; для перемещения объектов в корпусе применяются платформы на воздушной подушке. После монтажа головного обтекателя и его герметизации сборка «полезного груза» доставляется на СКС.

Причалы командного корабля и'пусковой платформы оборудованы на разных сторонах пирса длиной 333 м. Закатка элементов ракеты с пирса на главную палубу СКС осуществляется по откидной рампе, закрывающей кормовую часть корабля. После чего начинается сборка ракеты. В отличие от первых двух ступеней работы с «Блоком-ДМ» ведутся при вертикальном положении изделия, кроме того, здесь же производится его заправка керосином.

Перегрузка полностью собранной ракеты с СКС на стартовую платформу является одной из самых сложных технологических операций. Поэтому она выполняется только в закрытой портовой акватории. Перед началом работ сборочный корабль подводится кормой к носовой части платформы и ставится на якоря. Расстояние между двумя судами, которые крепятся между собой и с берегом, определяется с тем расчетом, чтобы откинутая кормовая рампа СКС находилась под консольной частью ангара платформы, имеющей раздвижной пол и торцевые ворота. После выката РН на рампу она с помощью двух мостовых кранов, перемещающихся под потолком ангара, поднимается вверх и монтируется на установщике.При транспортировке платформы к месту старта в ангаре работает система кондиционирования и поддерживается избыточное давление во избежание попадания в помещение влаги и пыли.

Для проведения стартов ракет «Зенит-3SL» был выбран экваториальный район с координатой 154° з.д., находящийся примерно в 5 тыс. км от Лонг-Бич. Расчетная продолжительность плавания составляет 10—12 дней.

Для каждой экспедиции на случай оперативной доставки к стартовому комплексу каких-либо необходимых агрегатов или экстренной эвакуации с кораблей заболевших специалистов нанимается самолет для возможных перелетов по маршруту Гавайи — о. Рождества общей протяженностью около 2400 км. Для сообщения с островом, удаленным от места старта на 380 км, должен применяться штатный вертолет СКС.

Непосредственно на подготовку к запуску РН отводится 3—5 суток. Для повышения устойчивости стартовая платформа притопляется — за счет закачки в понтоны забортной воды ее осадка увеличивается с 6,6 м до 21 м, а водоизмещение возрастает до 46 тыс. т. После завершения данной операции длительностью 12—15 ч, к платформе подходит командный корабль. За день до старта перед началом установки ракеты на пусковое устройство большая часть команды платформы переходит на СКС, после чего последнее удаляется на расстояние 5 км.

^{Ракетно-космический комплекс "Морской старт"}

При этом проводятся мероприятия по обеспечению безопасности района старта и оценке метеорологической обстановки. Первые осуществляются путем облета на вертолете начального участка трассы протяженностью 70—110 км. Для контроля за погодой командный корабль оснащен допплеровской PJIC С-диапазона, радиолокатором слежения за поверхностью океана и воздушными шарами. Предельно допустимым значением скорости ветра определена величина 11,7 м/с, а высоты волны 2,4—3 м.

При соответствии погодных условий установленным требованиям начинаются работы по установке ракеты на пусковое устройство. Ход их выполнения контролируется группой специалистов, оставшихся на платформе, а также с борта СКС. Эти операции выполняются в следующей последовательности. Сначала открываются кормовые ворота ангара и производится откат задней части его крыши (длина кормовой площадки существенно меньше высоты РН). Установщик лафетного типа подъезжает к пусковому устройству и поднимает ракету с кабель-заправочной мачтой в вертикальное положение. Подсоединение 25 топливных и пневмогидравлических магистралей, а также колодки с 2500 разъемами осуществляется в течение 2 мин. За три часа до старта (Т-3 ч) после эвакуации с платформы вертолетом последних специалистов начинается автоматическая заправка ракеты.

При выполнении этой операции, в ходе которой происходят перемещения значительных масс (в ракету закачивается около 430 т топлива), особую значимость приобретает устойчивость платформы. В соответствии с установленными нормами максимальный дифферент и крен комплекса не должны превышать 1°. Для обеспечения заданных условий платформа оснащена гидродинамической системой стабилизации, состоящей из емкостей и насосов для компенсационной перекачки воды из секций понтонов. Вспомогательные силовые установки обеспечивают местоположение платформы с точностью 1,9 м.

С завершением заправки ракеты в момент Т-17 мин установщик переводится в горизонтальное положение и возвращается в ангар, после чего производится обратный накат крыши и закрытие ворот ангара.

Здесь еще раз следует отметить уровень автоматизации ракетно-космического комплекса «Зенит-ЗSL». В случае возникновения нештатной ситуации и отмены старта все предшествующие операции: слив компонентов топлива, захват ракеты установщиком и ее возвращение в ангар также производятся в автоматическом режиме. Надежность топливных магистралей такова, что операцию заправки и слива топлива можно проводить трижды без инспектирования соединительных элементов. Поэтому при незначительном сбое до начала заправки предстартовый отсчет может быть возобновлен уже через четыре часа, после — через сутки.)

Одновременно с запуском двигателя первой ступени ракеты «Зенит-3SL» в газоотводный канал начинает подаваться вода с расходом 18 т/с для защиты конструкции платформы и снижения шумовых нагрузок. Двускатный рассекатель направляет поток пламени вбок между двумя кормовыми опорами платформы. После выхода на расчетный режим маршевого ЖРД происходит разрыв опорных узлов, и ракета начинает подъем с достаточно большой тяговооруженностью (1,6 против 1,1, соответствующей большинству других РН), поэтому она достаточно быстро уходит от стартовой платформы, что снижает вероятность значительного ущерба при аварии.

<<<Назад Страница 129 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