Что такое разгонный блок у ракеты

«Бриз-М»

Первый запуск комплекса “Протон-М”– “Бриз-М” состоялся 7 апреля 2001 года.

Фотографии

Тактико-технические характеристики разгонного блока “Бриз-М”

Характеристика

РБ «Бриз-М»

Разгонный блок, состоящий из центрального блока на базе РБ «Бриз-КМ» и окружающего его сбрасываемого дополнительного топливного бака тороидальной формы.

в составе РН “Протон-М”, РН “Ангара-А3” и “Ангара-А5”

• предельно малые габариты;

• возможность выведения тяжелых и крупногабаритных КА;

• возможность длительного функционирования в полете

Заправляемый запас топлива (АТ+НДМГ), т

Тип, количество и тяга в пустоте двигателей

ЖРД 14Д30 (1 шт.), 2.0 тс (маршевый),

ЖРД 11Д458 (4 шт.) по 40 кгс (двигатели коррекции),

17Д58Э (12 шт.) по 1.36 кгс (двигатели ориентации и стабилизации)

Число включений маршевого двигателя

Максимальное время автономного полета, час.

не менее 24 (по ТТЗ)

Год первого полета

«Бриз-КМ»

«Бриз-КМ» используется в качестве третьей ступени ракеты-носителя легкого класса «Рокот». Маршевый двигатель РБ «Бриз» имеет возможность многократного включения, что позволяет реализовать различные схемы выведения космических аппаратов, в том числе групповой запуск космических аппаратов на одну или несколько различных орбит.

Аппаратура разгонного блока «Бриз» способна обеспечить высокую точность выведения космических аппаратов на орбиту, необходимую ориентацию полезного груза и, при необходимости, его энергоснабжение в орбитальном полете продолжительностью до 7 часов.

Фотографии

Тактико-технические характеристики разгонного блока “Бриз-КМ”

Характеристика

РБ «Бриз-КМ»

Моноблок с коническим баковым отсеком и маршевым двигателем, расположенным в нише бака “Г”.

в составе РН “Рокот” в качестве III ступени

Возможность маневрирования в полете.

Заправляемый запас топлива (АТ+НДМГ), т

Тип, количество и тяга в пустоте двигателей

ЖРД С5.98 (1 шт.), 2.0 тс (маршевый),

ЖРД 11Д458 (4 шт.) по 40 кгс (двигатели коррекции),

17Д58Э (12 шт.) по 1.3 кгс (двигатели ориентации и стабилизации)

Число включений маршевого двигателя

Максимальное время автономного полета, час.

Год первого полета

(три успешных пуска близких прототипов в период 1990-1994 гг.)

«12 КРБ»

Кислородно-водородный разгонный блок 12КРБ разработан и изготовлен в Государственном космическом научно-производственном центре им. М.В.Хруничева по соглашению с Индийской организацией космических исследований (ИСРО) для новой индийской ракеты-носителя GSLV. 12КРБ является третьей ступенью РН GSLV.

В качестве маршевого двигателя используется жидкостной двигатель на криогенных компонентах топлива (жидкий кислород и жидкий водород), разработанный Конструкторским бюро химического машиностроения им. А.М.Исаева. Топливные баки 12КРБ изготавливаются из высокопрочных алюминиевых сплавов. Для поддержания тепловых режимов криогенных компонентов топлива во время предстартовой подготовки и в процессе полета топливные баки и элементы конструкции 12КРБ покрыты снаружи комбинированной теплоизоляцией.

Разгонный блок 12КРБ в составе ракеты GSLV обеспечивает выведение на геопереходную орбиту космических аппаратов массой до 2,5 тонн с индийского космодрома Шрихарикота-Шар.

18 апреля 2001 г. проведен первый успешный пуск индийской ракеты GSLV с криогенным разгонным блоком 12КРБ. К настоящему моменту осуществлено 4 успешных пуска разгонного блока в составе индийской ракеты-носителя GSLV.

Научно-технический задел полученный при разработке блока 12 КРБ, в настоящее время широко используется при создании кислородно-водородного разгонного блока РБ КВТК для ракеты-носителя тяжелого класса «Ангара-А5″.

Тактико-технические характеристики кислородно-водородного разгонного блока 12КРБ

12 КРБ (модернизированный)

в составе индийской РН “GSLV”

Возможно использование криогенного разгонного блока 12КРБ в качестве прототипа с проведением работ по адаптации к предполагаемым ракетам-носителям.

Заправляемый запас топлива маршевого двигателя (О 2 +Н 2 ), т

Параметры маршевого двигателя КВД 1:

— удельный импульс, с

— количество включений в полете

Год первого полета

18 апреля 2001 года

В настоящее время ФГУП ГКНПЦ им.М.В. Хруничева разрабатывает кислородно-водородный разгонный блок (РБ) КВТК, который позволит существенно расширить возможности ракеты космического назначения (РКН) тяжелого класса «Ангара-А5» по одиночному и групповому выведению космических аппаратов на высокоэнергетические орбиты.

Конструктивно разгонный блок КВТК включает несущий бак горючего (жидкого водорода), подвесной бак окислителя (жидкого кислорода), межбаковый и приборный отсеки изогридной конструкции изготовленные из углепластика. КВТК устанавливается на ракете-носителе посредством нижней проставки, которая остается на ракете при его отделении.

Баки разгонного блока покрыты теплоизоляцией на основе пенопласта «Изолан» и многослойной экранно-вакумной изоляцией, что позволяет выполнять длительный (до 9 часов) полет в условиях космического пространства и осуществлять многократное (до 5 раз) включение маршевого двигателя.

Проектно-конструкторский задел и производственная кооперация, сложившаяся в процессе создания РБ КВТК, позволят разработать на его основе систему криогенных РБ и межорбитальных буксиров, имеющих высокую степень унификации конструкции, двигательной установки и бортового оборудования. За счет чего обеспечивается снижение технических рисков, сроков и стоимости, разработки российских средств выведения, используемых для запуска полезной нагрузки на высокоэнергетические орбиты и поддержание их транспортной эффективности в долгосрочной перспективе.

РД0146. РД0146Д. Ракета-носитель «Ангара-А5»

Основные параметры РД0146 РД0146Д РД0146ДМТяга в пустоте, тс (кН)10 (98)7,5 (68,6)6,6 (64,7)Удельный импульс тяги в пустоте, кгс·с/кг (м/с)463 (4542)470 (4690)362 (3547)Давление в камере, кгс/см² (МПа)80,8 (7,9)60 (5,9)60 (5,9)Обороты ТНАГ, об/мин1232009818045230Максимальное время работы в полете, с5601350190Количество включений в полете, с151Компоненты топлива:
окислитель,
горючеежидкий кислород
жидкий водороджидкий кислород
жидкий водороджидкий кислород
жидкий СПГГабариты двигателя, мм
высота
диаметр среза сопла
диаметр среза сопла с насадком

Универсальный разгонный блок (РБ) «Фрегат»

Создан в НПО им. С.А. Лавочкина и предназначен для использования в составе ракет-носителей среднего и тяжелого класса с целью выведения космических аппаратов на различные заданные орбиты.

Базовый РБ «Фрегат» положил начало целому семейству высокоэффективных разгонных блоков, которые созданы и создаются на его основе. Применение на РБ «Фрегат» дополнительных топливных ёмкостей и сбрасываемого блока баков (РБ «Фрегат-МТ» и РБ «Фрегат-СБ») позволили существенно увеличить массу заправляемого топлива и, тем самым, повысить эффективность разгонного блока.

Основой конструктивно-компоновочной схемы РБ «Фрегат» является блок баков, построенный по моноблочной несущей схеме. Он имеет торосферическую конфигурацию, состоящую из шести сваренных между собой сферических емкостей, разделенных сферическими донышками. Четыре из них являются баками окислителя и горючего, две ёмкости являются отсеками для размещения бортовых приборов и оборудования (один из них герметичен).

В одном из контейнеров (герметичном) размещается моноблок системы управления, включая аппаратуру спутниковой навигации (АСН) и вентиляторы системы обеспечения теплового режима, в другом (негерметичном) – малый приборный отсек, служебные блоки, а также шаробаллоны высокого давления МДУ и ДУ СОЗ.

РБ «Фрегат» обладает следующими особенностями:

В состав РБ «Фрегат» входят следующие системы:

Разгонный блок «Фрегат-МТ» (со средними дополнительными ёмкостями) представляет собой модернизированный ;РБ «Фрегат», и используется для запуска КА с космодрома «Куру» (Французская Гвиана). Модернизация заключается в адаптации радиотелеметрической системы РБ для работ с Европейской сетью наземных станций слежения.

На май 2016 года совершено 58 запусков РБ «Фрегат» различных модификаций и выведено более 100 космических аппаратов российского и иностранного производства.

Основные характеристики

Семейство разгонных блоков Д // https://ru.wikipedia.org/wiki/Семейство_разгонных_блоков_Д

Содержание

История создания

В составе штатного комплекса блок Д отвечал за перевод связки ЛК-ЛОК с траектории перелёта на окололунную орбиту, за перевод ЛК с окололунной орбиты на посадочную траекторию, а также за коррекции при перелёте (блоки А, Б и В — первые триступени ракеты Н-1, выводившие комплекс на низкую околоземную орбиту, блок Г разгонял экспедицию к Луне). Поэтому максимальное число запусков двигателя блока Д (он имеет индекс 11Д58, или РД-58 в некоторых источниках) было равно семи, а время жизни блока Д было равно 7 суткам. Для этого кислородный бак имел форму сферы и был снабжён теплоизоляцией. Кроме того, он заправлялся охлаждённым до −200 °C кислородом (температура кипения −183 °C), что позволяло дополнительно уменьшить потери на испарение, и, вдобавок, увеличивало плотность жидкого кислорода, экономя необходимый объём бака. Бак керосина имел тороидальную форму, и был наклонён на 3 градуса, для упрощения конструкции топливозаборника. Тяга двигателя 11Д58 составляла 8,5 тонны.

Применение

В связи с неготовностью ракеты Н-1 было принято решение о программе облёта Луны без высадки с помощью ракеты УР-500К. Для этого был разработан космический корабль 7К-Л1, заимствовавший часть систем с орбитального корабля 7К-ОК, известного, как «Союз». Чтобы придать кораблю необходимую скорость, трёхступенчатая УР-500К была снабжена четвёртой ступенью — блоком Д, заимствованным с ракеты Н-1.

Под названиями «Зонд-5» — «Зонд-8» корабль 7К-Л1 четырежды облетал Луну, но без космонавтов («Зонд-4» был запущен в противоположную от Луны сторону на высокоэллиптическую орбиту с высотой апогея около 330 000 км).

Ракета УР-500К, получившая имя «Протон», вместе с блоком Д и дальше использовалась для запуска лунных станций Луна-15…Луна-24, и межпланетных станций Венера-9…Венера-16, Марс-2…Марс-7, Вега и Фобос. В 1974 году начались полёты и на геостационарную орбиту для вывода спутников связи «Горизонт», «Радуга», «Экран».

Требования, предъявлявшиеся к блоку Д в составе лунного комплекса, не вполне соответствовали тому, что было нужно для АМС и спутников связи. В результате была предпринята модификация, направленная на повышение грузоподъёмности и снижения стоимости блока Д. Модифицированный разгонный блок, названный ДМ, имел время активного существования всего 9 часов, и количество запусков двигателя было ограничено тремя. Это позволило избавиться от теплоизоляции на баке кислорода, и части блоков системы обеспечения запуска СОЗ.

В связи с различными требованиями, предъявляемыми разнообразными полезными нагрузками, были разработаны и другие модификации — ДМ-2, ДМ-3. Для работы в составе комплекса Зенит-3SL была разработана модификация ДМ-SL. Кроме керосина, блок ДМ может использовать в качестве горючего синтетический углеводород синтин, что увеличивает удельный импульс его двигателя с 358 до 361 единицы.

Отношение к выводу из эксплуатации блока ДМ несколько изменилось после аварий РБ «Бриз-М» в 2006 году при запуске «Арабсат-4А» и в 2008 году при запуске АМС-14, и, возможно, блок ДМ останется в эксплуатации для подстраховки и как опция для коммерческих заказчиков.

Разгонный блок ДМ-SL установил 19 августа 2012 года рекорд по точности выведения при запуске. В настоящее время (на 20 августа 2012) является единственным блоком семейства Д разрешенным к применению. [3]

Модификации

Блок Д (11С824)

Прототипом данного блока, является блок Д, разработанный ОКБ-1, в качестве пятой ступени комплекса Н1-Л3, части советской лунно-посадочной пилотируемой программы.

На блоке «Д» комплекса Л3 устанавливался двигатель 11Д58 разработки ОКБ-1. Двигатель 11Д58, выполненный по замкнутой схеме, впервые должен был обеспечивать многократный запуск в условиях космического пространства и невесомости с помощью раскрутки бустерного бакового турбонасосного агрегата окислителя сжатым газом из автономной газобаллонной секции пневмогидросистемы пуска блока «Д». В процессе пневмозапуска насос окислителя создавал значительный напор (около 10 кг/см 2 ), что обеспечивало надёжное заполнение неохлажденного тракта окислителя жидким кислородом и начальный уровень расхода газогенераторного газа через турбину основного ТНА, необходимые для выхода двигателя на нормальный режим. Такая схема обеспечивала минимальные потери кислорода на захолаживание ДУ. Для уменьшения теплового притока к окислителю (переохлажденный кислород с температурой до −193°С) была принята сферическая форма бака окислителя с экранно-вакуумной теплоизоляцией, а все соединения выполнены с помощью тепловых мостов. Бак горючего, внутри которого располагался двигатель, имел форму тора. На блоке впервые были применены технические решения, которые впоследствии стали классическими в ракетной технике (например, использование баковых преднасосов, входящих в состав двигателя, и хранение гелия в баллонах, погруженных в жидкий кислород, и др.) [4]

ДМ (11С86)

Модификация блока «Д», разработанная для выведения на геостационарную орбиту спутников связи и телевидения, разработки КБ ПМ (Главный конструктор М. Ф. Решетнёв).

Спутники связи не имели аппаратуры управления ракетным блоком, поэтому блок «Д» был оснащен самостоятельной системой управления, расположенной в герметичном приборном отсеке тороидальной формы, в котором также размещалась аппаратура телеметрии и командной радиолинии. Приборный отсек был установлен на специальной ферме над баком окислителя и имел систему терморегулирования. На блоке «Д» был установлен двигатель 11Д58М, разработанный в НПО «Энергия» под руководством Б. А. Соколова. Данный двигатель серийно изготавливается на Воронежском механическом заводе.

Разработка блока «ДМ» началась в 1969 году. Блок этой модификации с 3 августа 1973 г. [7] по 30 июля 1975 г. прошёл шесть огневых испытаний, в процессе которых блок заправлялся по два-три раза, а двигатель включался по 4-5 раз. Эксплуатируется с РН «Протон» с 1974 г.

Блок «ДМ» состоит из: маршевого двигателя; двух двигательных установок стабилизации и ориентации; сферического бака окислителя; тороидального бака горючего; приборного отсека; аппаратуры командно-измерительного комплекса; отделяемых в полете нижнего и среднего переходников. Подтвержденная надежность двигателя 0,997 при доверительном уровне 0,9. Каждый двигатель проходит контрольные испытания без переборки с использованием прогрессивных средств диагностирования технического состояния.

Коммерческие блоки на базе ДМ

Разработка коммерческих блоков на базе блока ДМ началась в 1993 году. Коммерческие блоки получили обозначение в виде двух исходных букв ДМ и номера модификации. В конструкторской документации этот номер пишется сразу после букв ДМ без пробела, в отличие от официальных названий блоков, принятых военно-космическими силами (ВКС). В официальных названиях исходные буквы и номер модификации пишутся через дефис (Д-2, ДМ-2, ДМ-2М). Существование двух систем похожих обозначений породило немало путаницы.

Сначала каждый РБ проектировался под конкретную полезную нагрузку. Это объяснялось небольшим количеством контрактов на коммерческие запуски с помощью РН «Протон-К», ограниченных квотой в пять пусков. В порядке заключения контрактов блоки получили обозначения: для КА Inmarsat 3 — ДМ1, для трёх пусков КА Iridium — ДМ2, для КА Astra IF — ДМ3 и для КА Tempo FM1 — ДМ4. В связи с тем, что крепление семи КА Indium требовало установки диспенсера большого диаметра, в качестве прототипа блока ДМ2 был взят не 11С861, а ещё не использовавшийся тогда РБ 17С40. На этом блоке верхняя силовая ферма, на которой крепится адаптер системы разделения, имеет больший диаметр, чем на блоках серии 11С861.

ДМ-2 (11С861)

ДМ-2М (ДМ-2-01, 11С861-01)

Блок ДМ-2М имеет повышенные энергетические характеристики и использует двигатель 11Д58С. Эта модификация ДУ в качестве горючего использует синтетический керосин (синтин). Новая модификация блока 11С861-01 впервые использовалась 20 января 1994 года. Этот блок отличается от своего предшественника уменьшением в некоторых местах числа слоев теплоизоляционного покрытия, изменениями в системе управления и пр. За счет этого масса блока снизилась на 120 кг. Массу же выводимых на стационарную орбиту аппаратов удалось поднять до 2500 кг. Разгонный блок 11С861-01 использовался для выведения российских спутников «Экспресс». Разгонный блок ДМ2 успешно вывел международную астрофизическую обсерваторию «Интеграл». 25 декабря 1997 года КА Asiasat-3 не был выведен на заданную орбиту из-за неисправности РБ ДМ-2М.

ДМ-3 [ править | править вики-текст ]

ДМ-3 — коммерческий вариант блока ДМ, изначально предназначавшийся для вывода КА типа Astra IF. Разгонным блоком ДМ-3 было успешно выведено множество иностранных коммерческих спутников.

ДМ-4 — коммерческий вариант блока ДМ, изначально предназначавшийся для вывода КА типа Tempo FM1.

Модификация блока ДМ, разработанная для выведения на орбиту тяжёлых космических аппаратов серии Аракс.

ДМ-SL — модификация блока ДМ, предназначавшаяся в качестве разгонного блока РН «Зенит-3SL», которая используется для запусков по проекту Sea Launch. Считается одним из самых «точных» разгонных блоков.

Блок ДМ-SL создан на основе РБ 315ГК, разработанного в РКК «Энергия» в 1980-х годах для РН «Зенит-3». Первый лётный блок ДМ-SL успешно выполнил свою задачу во время демонстрационного запуска РН «Зенит-3SL». Блоки ДМ-SL выпускаются с 1997 года параллельно с РБ ДМ3. В будущем невостребованные блоки серии ДМ3 тоже могут быть переделаны в РБ ДМ-SL. [10]

ДМ-SLБ

ДМ-SLБ — модификация ДМ-SL, переработанная специально для РН «Зенит-3SLБ», используемой для запусков с космодрома Байконур по проекту «Наземный старт». Впервые был использован при запуске спутника «Амос-3» в 2008 году.

Источник

Разгонные блоки ракет-носителей

Важнейшей составной частью системы средств выведения являются разгонные блоки (РБ), называемые также межорбитальными буксирами. Разгонные блоки обеспечивают перемещение выводимых полезных грузов с орбиты на орбиту или направление их на отлетные и межпланетные траектории. Для этого РБ должны иметь возможность выполнять один или несколько маневров, связанных с изменением скорости полета, для чего в каждом случае предполагается включение маршевого двигателя. Между этими включениями следуют продолжительные (до нескольких часов) участки пассивного полета по переходным орбитам или траекториям. Таким образом, любой РБ должен иметь маршевый двигатель многократного включения, а также дополнительную реактивную систему или двигательную установку, обеспечивающую ориентацию и стабилизацию движения РБ с КА и создание условий для запуска маршевого двигателя. При этом управление работой его двигателей может осуществляться как от системы управления КА,так и от автономной системы управления самого РБ. В последнем случае он должен иметь специальный приборный отсек для ее размещения.

При выведении КА на ГСО РН может работать по двух- или трехимпульсной схеме. При этом в зависимости от долготы стояния КА на ГСО меняются время нахождения РБ на промежуточных орбитах и соответственно общее время полета, которое может составлять от 7 до 21 ч. Во время полета РБ может функционировать или полностью в автономном режиме, или управляться по радио-каналам с Земли.

Разгонный блок «Фрегат» создан в НПО им. С.А. Лавочкина для использования в составе РН «Союз-2». Он допускает до 20 включений маршевого двигателя в полете и имеет запас топлива на борту до 5350 кг. ЖРД работает на компонентах топлива AT + НДМГ. Топливо размещено в четырех сферических баках. Еще две такие же сферические емкости используются в качестве приборных контейнеров. Все шесть сфер размещены вокруг маршевого двигателя, камера которого установлена в карданном подвесе. Силовая рама кардана крепится к четырем кронштейнам, каждый из которых приварен к соответствующему топливному баку. На РБ «Фрегат» имеется также двигательная установка ориентации и обеспечения запуска маршевого двигателя. Ее работа основана на каталитическом разложении гидразина, запас которого (-85 кг) размещен в двух небольших сферических баках. Наддувбаков, обеспечивающий вытеснительную подачу всех компонентов топлива, осуществляется гелием. Первый запуск РБ «Фрегат» по программе летных испытаний успешно осуществлен 9 февраля 2000 г. в составе РН «Союз».

В ГКНПЦ им. М.В. Хруничева создан разгонный блок «Бриз-М», предназначенный для замены блоков серии «Д»/»ДМ» и использования в составе РН «Протон-К» и «Протон-М». Новый разгонный блок позволит повысить массу полезной нагрузки, доставляемой на геостационарную орбиту, до 3 т. С 1999 г. РБ «Бриз-М» проходит летные испытания.

Монтаж разгонного блока «Бриз-М»

Маршевый ЖРД, имеющий возможность многократного (не менее 10) включения, установлен в нише, внутри топливного бака центрального блока. ЖРД малой тяги, работающие на тех же компонентах топлива, что и маршевый двигатель, обеспечивают ориентацию и стабилизацию РБ во время автономного полета, а также поджатие топлива в баках при запусках маршевого двигателя. Установленная в приборном отсеке инерциальная система управления обеспечивает управление полетом РБ «Бриз-М» и его бортовыми системами. РБ оснащен также системой энергопитания и аппаратурой для сбора телеметрической информации и для внешнетраекторных измерений. При создании РБ «Бриз-М» большое внимание было уделено улучшению его эксплуатационных свойств. Так, в частности, заправку РБ компонентами топлива предусматривается производить в заводских условиях с последующей ампулизацией блока.

Кислородно-водородный разгонный блок

Система управления и бортовой измерительный комплекс КВРБ создаются на базе аналогичных систем разгонного блока «Бриз-М». Электронные блоки этих систем установлены на верхнем переходнике. Переходник имеет также стыковочный элемент для установки на КВРБ космических аппаратов как российского, так и иностранного производства. Рассматриваются два варианта маршевого двигателя КВРБ: РД-0146 разработки КБХА и КВД-1М разработки КБХМ. Двигатель РД-0146 создается на базе американского двигателя RL10A-4-1 совместно КБ химавтоматики и компанией Pratt & Whitney. Изготавливаться двигатель будет в Воронеже. Маршевый двигатель имеет тягу в пустоте около 10 тс. Он крепится в карданном подвесе для управления направлением вектора тяги по тангажу и рысканию. Для управления по вращению устанавливаются два блока рулевых микродвигателей.

Возможен многократный запуск двигателя для вывода полезной нагрузки в заданную точку. Проставка двигательного отсека позволяет блоку при минимальных изменениях стыковаться с РН «Протон-М», «Ангара» и другими носителями. Заправка топливом, сжатыми газами, обеспечение температурных режимов пожаробезопасности, электрические связи осуществляются через отрывные бортовые разъемы, находящиеся на самом блоке. Число магистралей и электрических связей с РН минимально, что упрощает адаптацию РБ к различным носителям.

Головным изготовителем КВРБ будет Ракетно-космический завод (РКЗ) ГКНПЦ им. М.В. Хруничева. Работа над эскизным проектом ведется в тесном взаимодействии с технологическими службами завода и КБ «Салют»,так как часть необходимых технологий уже освоена опытным производством КБ «Салют» при изготовлении индийского блока 12КРБ. Баки и часть конструкции блока покрыты комбинированной теплоизоляцией, а весь блок находится под головным обтекателем. Пространство между КВРБ и обтекателем разбито диафрагмами на несколько зон для обеспечения пожаробезопасности и необходимых температурных режимов.

Источник