Rodina horních stadií D

z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Přejít na navigaci Přejít na hledání
Blok D

Rodina horních stupňů D - rodina horních stupňů (horních stupňů), pocházející z bloku "D" - pátého stupně vesmírného raketového komplexu N1 - L3 , určeného k letu na Měsíc sovětskými kosmonauty . Jako palivo je použita dvojice kapalný kyslík - petrolej , přičemž plnění " synthine " je povoleno bez přepracování konstrukce [1] .

Historie stvoření

V rámci standardního komplexu byl blok "D" odpovědný za přenos spojení LK - LOC z trajektorie letu na cirkumlunární dráhu , za převedení LK z cirkumlunární dráhy na přistávací dráhu, jakož i za korekce během letu. (bloky "A", "B" a "C" - první tři stupně rakety N-1 , které uvedly komplex na nízkou referenční oběžnou dráhu , blok "G" urychlil expedici na Měsíc). Maximální počet startů motoru bloku "D" (má index 11D58 nebo v některých zdrojích RD-58) byl tedy sedm a životnost bloku "D" byla 7 dní. K tomu měla kyslíková nádrž tvar koule a byla opatřena tepelnou izolací . Navíc byla naplněna kyslíkem chlazeným na −200 °C (bod varu −183 °C), což umožnilo dále snížit ztráty odpařováním a navíc zvýšilo hustotu kapalného kyslíku a ušetřilo potřebný objem nádrže. . Nádrž na petrolej měla toroidní tvar a byla nakloněna o 3 stupně pro zjednodušení konstrukce sání paliva. Tah motoru 11D58 byl 8,5 tf .

aplikace

Vzhledem k nedostupnosti rakety N-1 bylo rozhodnuto o programu obletu Měsíce bez přistání pomocí rakety UR-500K . Za tímto účelem byla vyvinuta kosmická loď 7K-L1, která si vypůjčila část systémů z orbitálního vozidla 7K-OK, známého jako Sojuz . Aby loď získala požadovanou rychlost, byl třístupňový UR-500K vybaven čtvrtým stupněm - blokem "D", vypůjčeným z rakety N-1.

Pod jmény „Zond-5“ ... „Zond-8“ obletěla sonda 7K-L1 Měsíc čtyřikrát, ale bez kosmonautů („Zond-4“ byl vypuštěn v opačném směru od Měsíce do vysoce elipsovitého oběžná dráha s výškou apogea asi 330 000 km ).

Raketa UR-500K pojmenovaná „ Proton “ spolu s blokem D dále sloužila ke startu lunárních stanic „ Luna-15 “ ... „ Luna-24 “ a meziplanetárních stanic „ Venera-9 “ ... " Venera-16 ", " Mars-2 "..." Mars-7 ", Vega "a" Phobos ". V roce 1974 začaly lety na geostacionární oběžnou dráhu k vypuštění komunikačních satelitů „ Horizon “, „ Raduga “, „ Ekran “.

Požadavky na Blok D jako součást lunárního komplexu zcela neodpovídaly tomu, co bylo potřeba pro AMC a komunikační satelity. V důsledku toho byla přistoupena k úpravě s cílem zvýšit nosnost a zlevnit blok D. Upravený horní stupeň zvaný DM měl aktivní životnost pouze 9 hodin a počet startů motoru byl omezen na tři. To umožnilo zbavit se tepelné izolace na kyslíkové nádrži a části bloků systému podpory startu POPs.

V souvislosti s různými požadavky na různé užitečné zatížení byly vyvinuty další modifikace - DM-2, DM-03. Aby fungoval jako součást komplexu Zenit-3SL , byla vyvinuta modifikace DM-SL. Jednotka DM může kromě petroleje používat jako palivo syntetický uhlovodíkový „synth“, který zvyšuje měrný impuls jejího motoru z 358 na 361 jednotek.

Použití bloku DM na raketě Proton končí - nahrazuje jej blok Briz-M , ale v programu Sea Launch blok DM-SL (v programu Land Launch se používá DM-SLB ) bude nadále používán. Je to dáno tím, že Briz-M používá stejné hnací komponenty jako raketa Proton a blok DM naopak odpovídá raketě Zenit. Zajímavé ale je, že pro vynášení družic Glonass-M (Uragan-M) na kruhové dráhy s výškou kolem 20 000 km poskytuje blok DM vyšší přesnost startu než Briz-M, a tedy jeho použití na raketě. Proton-M se pravděpodobně zastaví až po definitivní výměně satelitů Glonass-M za nová děravá vozidla Glonass-K , jejichž letové zkoušky začaly v únoru 2011. Přesto bylo 5. prosince 2010 provedeno první spuštění nové modifikace bloku DM (11S861-03) se zvýšeným doplňováním paliva a vyšší nosností. Blok DM-03 byl použit k vynesení trojice satelitů „Glonass-M“, přičemž vypuštění na oběžnou dráhu bylo neúspěšné [2] .

Postoj k vyřazování bloku DM se poněkud změnil po haváriích RB Briz-M v roce 2006 se startem Arabsat-4A a v roce 2008 se startem AMS-14 a případně blok DM zůstane v provozu. z bezpečnostních důvodů a jak možnost pro komerční zákazníky.

19. srpna 2012 vytvořil horní stupeň DM-SL rekord v přesnosti startu [3] .

Modifikace

Blok D (11S824)

Prototyp tohoto bloku je blok „D“, vyvinutý OKB-1 , jako pátý stupeň komplexu H1 - L3 , součást sovětského pilotovaného lunárního přistávacího programu a meziplanetárních stanic " Venera-9 " ... " Venera- 16 ", " Mars-2 "..." Mars-7 "," Vega "a" Phobos ". V této verzi blok D neměl vlastní řídicí systém, řízení bylo prováděno z řídicího systému kosmické lodi.

Motor 11D58 vyvinutý OKB-1 byl instalován na D bloku komplexu L3. Motor 11D58 vyrobený v uzavřeném okruhu měl poprvé zajistit vícenásobné starty ve vesmíru a stav beztíže roztočením turbočerpadla posilovací nádrže okysličovadla stlačeným plynem ze sekce autonomních plynových válců pneumaticko-hydraulický systém startovacího bloku "D". V procesu pneumatického spouštění vytvořilo čerpadlo okysličovadla značnou dopravní výšku (asi 10 kg / cm²), která zajistila spolehlivé plnění nechlazené dráhy okysličovadla kapalným kyslíkem a počáteční úroveň spotřeby plynu generátoru plynu přes turbínu hlavní TNA, které byly nezbytné pro návrat motoru do normálního provozu. Toto schéma zajistilo minimální ztráty kyslíku pro chlazení pohonného systému. Pro snížení tepelného toku do okysličovadla (podchlazený kyslík s teplotou až −193 °C) byl přijat kulový tvar nádrže okysličovadla se sítovo-vakuovou tepelnou izolací a všechna spojení byla provedena pomocí tepelných mostů. Palivová nádrž, uvnitř které se nacházel motor, měla tvar torusu. Na jednotce byla poprvé aplikována technická řešení, která se později stala klasikou v raketové technice (například použití předčerpadel nádrže, která jsou součástí motoru, a skladování helia ve válcích ponořených v kapalném kyslíku atd.) [4]

Block DM (11S86)

Motor 11D58M

Modifikace bloku D, vyvinutá pro umístění komunikačních a televizních satelitů na geostacionární dráhu , vyvinutá KB PM (hlavní konstruktér M.F. Reshetnev ).

Komunikační družice neměly řídicí zařízení raketové jednotky, proto byla jednotka D vybavena nezávislým řídicím systémem umístěným v utěsněném toroidním přístrojovém prostoru, ve kterém bylo umístěno i zařízení pro telemetrii a velitelské rádiové spojení. Přístrojová část byla instalována na speciálním nosníku nad nádrží okysličovadla a měla systém tepelného řízení. Na bloku D byl instalován motor 11D58M vyvinutý v NPO Energia pod vedením BA Sokolov . Tento motor se sériově vyrábí ve Voroněžském mechanickém závodě .

Upravený horní stupeň měl aktivní životnost 9 hodin a počet startů motoru byl omezen na tři. V současné době [ kdy? ] Jsou použity horní stupně modelů DM-2, DM-2M a DM-03 vyráběné firmou RSC Energia , u kterých byl zvýšen počet startů na 5 [5] [6] .

Vývoj

Vývoj DM bloku začal v roce 1969. Blok této modifikace od 3. srpna 1973 [7] do 30. července 1975 prošel šesti požárními zkouškami, při kterých byl blok dvakrát až třikrát dotankován, motor byl 4-5krát zapnut. Od roku 1974 je v provozu s nosnou raketou Proton.

Specifikace
  • Suchá hmotnost DM bloku: 3420 kg
  • Hmotnost prvků oddělených za letu: 1090 kg
  • Hmotnost kosmické lodi vypuštěné do GSO: až 2600 kg
  • Tankovaná zásoba palivových komponent: 15 050 kg
  • Délka: 6280 mm
  • Šířka (průměr): 3700 - 4100 mm [8]
  • Tah motoru 11D58M (v prázdnotě): 8550 kgf
  • Specifický tah (prázdný): 361 s

DM blok se skládá z: hlavního motoru; dva pohonné systémy pro stabilizaci a orientaci; sférická nádrž okysličovadla; toroidní palivová nádrž; přístrojová přihrádka; přístrojové vybavení velitelského a měřicího komplexu; odnímatelné za letu spodní a střední adaptéry.

Prokázaná spolehlivost motoru je 0,997 na úrovni spolehlivosti 0,9. Každý motor je rutinně testován bez přepážky pomocí pokročilé diagnostiky stavu.

Obchodní bloky

Vývoj komerčních bloků založených na bloku DM začal v roce 1993. Obchodní bloky byly označeny ve tvaru dvou počátečních písmen DM a modifikačního čísla spojeného s potřebou revize pro konkrétní zahraniční obchodní zatížení sil (VKS). V oficiálních názvech se původní písmena a číslo modifikace píší s pomlčkou (D-2, DM-2, DM-2M). Existence dvou systémů podobného označení vyvolala mnoho zmatků.

Zpočátku byl každý horní stupeň navržen pro konkrétní užitečné zatížení. Bylo to způsobeno malým počtem smluv na komerční starty s použitím Proton-K LV, omezeného kvótou pěti startů. Za účelem uzavření smluv obdržely bloky označení: pro kosmickou loď Inmarsat 3 - DM1, pro tři starty sondy Iridium - DM2, pro kosmickou loď Astra IF - DM3 a pro sondu Tempo FM1 - DM4. Vzhledem k tomu, že upevnění sedmi kosmických lodí Iridium vyžadovalo instalaci velkoprůměrového dávkovače, nebyl jako prototyp jednotky DM2 vzat 11S861-01, ale tehdy nepoužívaný RB 17S40 . Na tomto bloku má horní silový nosník, na kterém je připevněn adaptér separačního systému, větší průměr než u bloků řady 11C861.

DM3

DM3 je komerční verze bloku DM, který byl původně určen pro vypouštění kosmické lodi Astra IF . Horní stupeň DM3 úspěšně vypustil mnoho zahraničních komerčních satelitů. 25. prosince 1997 nebyla kosmická loď Asiasat-3 vypuštěna na přidělenou oběžnou dráhu kvůli poruše RB.

DM4

DM4 je komerční verze bloku DM, původně určená pro výstup kosmických lodí typu Tempo FM1 .

Blok DM-2 (11S861)

Jednotka DM-2 využívá jednokomorový motor 11D58M poháněný kapalným kyslíkem - komponenty paliva kerosin. K prvnímu startu bloku DM-2 došlo 12. října 1982, kdy byly na blízkou kruhovou dráhu vypuštěny první dva satelity řady Uragan a celkový hmotnostní model třetího satelitu. [9] . Horní stupeň DM-2 úspěšně zahájil činnost Integrální mezinárodní astrofyzikální observatoře.

Blok DM-2M (DM-2-01, 11S861-01)

Jednotka DM-2M má zvýšenou energetickou charakteristiku a využívá motor 11D58S . Tato modifikace DU používá jako palivo syntetický petrolej („synthin“). Nová modifikace bloku 11C861-01 byla poprvé použita 20. ledna 1994. Tato tvárnice se od svého předchůdce liší v některých místech snížením počtu vrstev tepelně izolačního nátěru, změnami v systému ovládání atd. Díky tomu se hmotnost tvárnice snížila o 120 kg. Hmotnost vozidel vypuštěných na stacionární oběžnou dráhu byla zvýšena na 2500 kg. Horní stupeň 11S861-01 byl použit k vynášení satelitů Russian Express.

Blok DM-03 (11S861-03)

Block DM-03 je jedním z hlavních ruských horních stupňů určených pro vypouštění kosmických lodí z nízké Země na vysokoenergetické dráhy, včetně geostacionárních, vysokokruhových a vysoce eliptických drah, stejně jako odletové trajektorie na Měsíc a planety Sluneční soustavy. [10] .

Blok 14С48 ("Perseus")

14S48 je modernizovaná verze horního stupně 11S861-03 s motorem 11D58M, která vznikla v rámci vývojového projektu Dvina-DM na objednávku Roskosmos pro nosnou raketu Proton-M s její následnou adaptací na Angara-A5 resp. další nadějné těžké nosné rakety [11] . Ale protože provoz Protonů má být dokončen v roce 2026, práce na návrhu a vývoji Dvina-DM byly ukončeny a v rámci projektových a vývojových prací Persey-KV probíhá další modernizace horního stupně. pouze pro nosnou raketu Angara-A5. Projekt designu a vývoje Persei-KV tedy zahrnuje vytvoření komplexu pomocných bloků pro Angara-A5 na kosmodromu Plesetsk. V budoucnu, podle Federálního vesmírného programu Ruska na roky 2016-2025, bude podobný komplex (ROC "Orion") postaven na kosmodromu Vostočnyj.

Při vytváření základního modulu horního stupně 14S48 bylo použito vývoje s RB 11S861-03, 452GK a 314GK.A18. Takže v novém „urychlovači“ se zvětšily palivové nádrže, změnil se pneumohydraulický systém. Jeho vývoj byl zpočátku prováděn JSC "Krasmash", ale později byla výroba převedena do Voroněžského mechanického závodu.

Na začátku prosince 2018 Krasmash expedoval první letový model 14С48 [12] . Dne 20. prosince byl ze závodu Krasmash dodán základní modul prvního horního stupně společnosti RSC Energia, která je vývojářem 14C48. V roce 2019 TsNIIMash plánuje vibrační testy modelu nového horního stupně. Během roku 2019 budou muset specialisté RSC Energia dovybavit a otestovat RB 14S48 před nadcházejícím použitím ve čtvrtém čtvrtletí roku 2019 při druhém startu rakety Angara-A5 [13] . V prosinci 2020 bylo známo, že spuštění „Angara-A5“ s RB „Perseus“ se uskuteční v roce 2021.

Blok DM-UZ (14S49)

14S49 - další modernizace horního stupně 14S48 s motorem 11D58MF se zlepšenými energetickými charakteristikami a zvýšeným plněním paliva pro použití při startech Angara-A5 (ne dříve než třetí start v rámci letových konstrukčních zkoušek tohoto ILV) [14] [ 15] .

Specifikace
  • Suchá hmotnost DM bloku: 3140 kg ,

včetně resetovatelných pozic:

  • střední přechodový oddíl 700 kg
  • vyjímatelná přihrádka 250 kg
  • spodní adaptér 290 kg
  • Tankovaná zásoba palivových komponent: 18 900 kg
  • Složky paliva: kapalný kyslík a naftyl
  • Délka: 6160 mm
  • Šířka (průměr): 4100 - 4350 mm
  • Tah motoru 11D58MF (v prázdnotě): 5000 kgf
  • Specifický tah (prázdný): 372 s

Blok DM-5 (17C40)

Block DM-5 je modifikace bloku DM, určená pro vynášení těžkých kosmických lodí řady " Araks " na oběžnou dráhu.

Blok DM-SL

Blok DM-SL je modifikací bloku DM určeného jako horní stupeň Zenitu-3SL LV , který se používá pro starty v rámci projektu Sea Launch . Počítání [od koho? ] jeden z nejvíce "přesných" posilovacích bloků.

Jednotka DM-SL je založena na RB 315GK vyvinutém v RSC Energia v 80. letech pro nosnou raketu Zenit-3. První letová jednotka DM-SL úspěšně splnila svůj úkol při předváděcím startu Zenit-3SL LV. Bloky DM-SL se vyrábí od roku 1997 souběžně s RB DM3. V budoucnu lze na RB DM-SL převést i nevyzvednuté bloky řady DM3. [16]

Specifikace
  • Hmotnost kompletně smontované jednotky: 3,5 t
  • Zásoba tankování: 15,1 t
  • Tah hlavního motoru 11D58M ve vakuu: 8,0 tf
  • Количество включений маршевого двигателя: до 5
  • Масса ПГ, выводимого на ГСО: 2,5 т [17]

Блок ДМ-SLБ

Блок 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.

Характеристики [18]
  • Масса конструкции полностью собранного блока: 3,22 т
  • Заправляемый запас топлива: 14,58 т
  • Тяга маршевого двигателя в вакууме: 8,103 тс
  • Количество включений маршевого двигателя: до 3

Характеристики

Характеристики семейства разгонных блоков Д
Название Индекс ГУКОС Масса РБ Топливо Запас топлива, т Маршевый двигатель Тяга в вакууме, тс Кол-во включений двигателя Масса ПГ на ГСО , т Начало эксплуатации
на Земле в космосе Протон-К Протон-М (3-го этапа) Зенит-2S
ДМ-2 [5] [19] 11С861 3,2 2,3 керосин + жидкий кислород 15,1 11Д58М 8,5 до 5 2,4 1982
ДМ-2М [20] [6] 11С861-01 2,2 керосин + жидкий кислород 15,1 11Д58С 8,5 до 5 2,5 1994
ДМ-03 [21] 11С861-03 3,245 2,35 керосин + жидкий кислород 18,7 11Д58М 8,5 до 5 2,95 3,44 2007
ДМ-SL [17] 3,5 керосин + жидкий кислород 15,1 8,0 до 5 2,5
ДМ-SLБ 3,22 керосин + жидкий кислород 15,58 8,103 до 3 2008

Примечания

  1. Российский разгонный блок ДМ-03. Досье . ТАСС (14 сентября 2015). Дата обращения: 30 марта 2016.
  2. Прогресс: Спутники ГЛОНАСС-М упали в Тихий океан // Lenta.ru, 5 мая 2012
  3. «Морской старт» поставил рекорд точности выведения спутника на орбиту — ПОЛИТ.РУ
  4. Гудилин В. Е., Слабкий Л. И. Разгонные блоки. Ядерные энергетические установки космических аппаратов. Ядерные ракетные двигатели. // Ракетно-космические системы (История. Развитие. Перспективы) . — М. , 1996. — 326 с.
  5. 1 2 РАЗГОННЫЕ БЛОКИ ДМ, ДМ-SL . РКК «Энергия» им С. П. Королева. Дата обращения: 4 октября 2011.
  6. 1 2 Россия. Новый разгонный блок ДМ-2М . Новости Космонавтики, №23/1994г.. Дата обращения: 5 октября 2011.
  7. http://www.mashin.ru/files/pol_11_1_60.pdf#5
  8. Ракета-носитель «Протон» (недоступная ссылка) . Дата обращения: 22 ноября 2012. Архивировано 5 апреля 2013 года.
  9. НК 23-1994-2
  10. Совет главных конструкторов по летным испытаниям разгонного блока ДМ-03 . Госкорпорация « Роскосмос » (22 мая 2019).
  11. В России создают новый разгонный блок для Ангары-А5 и тяжелых ракет . Техносфера (13 июля 2018).
  12. Очередная тяжелая Ангара-А5 получит новый разгонный блок . Техносфера (28 декабря 2018).
  13. Стартовый стол для «Ангары» в Плесецке дооборудуют, сообщил источник . РИА Новости (31 декабря 2018).
  14. Вторую тяжелую ракету «Ангара А5» с новым разгонным блоком запустят в декабре 2019 года . Интерфакс (13 ноября 2018).
  15. Для ракеты «Ангара-А5В» разработают разгонные блоки с увеличенной заправкой . РИА Новости (22 июня 2019).
  16. Персональный сайт — Разгонный блок ДМ-2
  17. 1 2 РКК «ЭНЕРГИЯ» — СРЕДСТВА ВЫВЕДЕНИЯ
  18. Center for Operation of Space Ground-Based Infrastructure — DM-SLB Upper Stages
  19. Block DM-2 11S861 (англ.) (недоступная ссылка) . astronautix.com. Дата обращения: 5 октября 2011. Архивировано 24 января 2012 года.
  20. Block DM-2M 11S861-01 (англ.) . astronautix.com. Дата обращения: 5 октября 2011. Архивировано 24 января 2012 года.
  21. Семейство разгонных блоков ДМ . Форум журнала «Новости космонавтики». Дата обращения: 4 октября 2011.

Литература

Ссылки