Ракета-носитель "Протон"

Май 29, 2008 Автор: admin

Ракета-носитель "Протон"Ракета-носитель "Протон", относящаяся к тяжелому классу, разработана под руководством генерального конструктора академика В. Челомея. Начиная с 1965 года до наших дней она используется для запуска орбитальных пилотируемых и автоматических межпланетных станций, геостационарных спутников связи, других космических аппаратов.

С помощью ракеты-носителя "Протон" были запущены все орбитальные станции "Салют", "Мир", аппараты науки и межпланетные станции "Протон", "Зонд-4, -8", "Луна-15.. -24", "Венера-9.. -16", "Вега-1, -2", "Марс-2. .-7", связные спутники серии "Радуга", "Экран", "Горизонт", астрофизическая станция "Астрон". Сегодня при ее помощи доставляются грузы на МКС. Ракета конструктивно выполнена по тандемной схеме с несущими топливными баками. В зависимости от назначения она может быть двух-, трех-, четырехступенчатой. Длина трехступенчатого "Протона" без полезного груза 44,3 метра, а максимальный поперечный размер 7,4 метра. На всех ступенях ракеты-носителя установлены мощные малогабаритные однокамерные жидкостные ракетные двигатели (ЖРД) В ней применяются высококипящие компоненты топлива: окислитель — четырехокись азота, горючее — несимметричный ди-метилгидразин.

Первая ступень ракеты-носителя "Протон" конструктивно выполнена в виде "пакета". Он состоит из центрального и присоединенных к нему шести боковых блоков. Боковые блоки оснащены однокамерными качающимися жидкостными ракетными двигателями РД-253. Они спроектированы в ГДЛ-ОКБ в 1961—1965 годах. Масса конструкции сухого ЖРД 1280 килограммов, залитого — 1460 килограммов Удельная масса сухого двигателя составляет 6 килограммов на тонну тяги, высота — 2,72 метра, максимальный диаметр камеры сгорания — 1,5 метра. Другие характеристики двигателя: удельный импульс двигателя на земле равен 287 с, тяга — 150 те, в пустоте — 316 с при тяге 167 те (с начала 1980-х годов форсирована до 178 те) и давлении в камере сгорания 160 кгс/см.

"В конструкции двигателя широко применяется сварка, — пишет в журнале "Авиация и космонавтика" Г. Максимов — В частности, в его основных магистралях насчитывается всего 11 разъемов. Отсутствуют какие-либо системы вспомогательных рабочих тел. Запуск происходит на самотеке топлива. Операции включения и выключения обеспечивают девять пиро-клапанов простой конструкции. Агрегаты ЖРД от воздействия реактивной струи защищены теплозащитными экранами. Управление вектором тяги осуществляется поворотом двигателя в вертикальной плоскости.

На второй ступени установлены четыре ЖРД тягой по 60 те каждый, на третьей — один Эти двигатели разработаны в ОКБ С Косберга Третья ступень снабжена также рулевым ЖРД тягой около 3 те для управления направлением ее полета

До 1976 года для выведения космических аппаратов на геостационарную орбиту и межпланетные траектории использовался разгонный блок "Д", приспособленный для длительного пребывания в условиях космического пространства Его длина — 5,5 метра, диаметр по стыку с ракетой-носителем — 4 метра, масса — 17,3 тонны. Разгонный блок оснащен ЖРД многократного запуска, работающим на кислороде и керосине. Тяга ЖРД — 8,5 те, удельный импульс более 350 с, суммарное время работы — 600 с Для управления на пассивных участках используются автономные двигательные установки, работающие на азотном тетраксиде и несимметричном диметилгидразине. Разгонный блок стыкуется с ракетой-носителем с помощью конического и цилиндрического переходников Первый сбрасывается вместе с последней ступенью, а второй отделяется от разгонного блока через некоторое время С 1976 года вместо блока "Д" используется более совершенный — "ДМ""

Суммарная полезная мощность двигательных установок ракеты "Протон" в три раза больше мощности двигательных установок ракеты "Восток" и составляет 44 100 000 кВт (60 миллионов лошадиных сил) В этих двигателях обеспечена высокая полнота сгорания, значительное давление в системе, равномерное и равновесное истечение продуктов сгорания из сопел.

От аэродинамических нагрузок и тепловых потоков "Протон" при выведении на орбиту защищен головным обтекателем. Обтекатель устанавливается на последнюю ступень ракеты-носителя и крепится к верхней части цилиндрического переходника Для обслуживания "Протона" и проведения необходимых технологических операций при подготовке к старту в конструкции обтекателя предусмотрены люки. Надо отметить, что головной обтекатель для орбитальных станций на активном участке выведения защищает только внешние элементы переходного и части рабочего отсеков.

В середине 1960-х годов на Байконуре для подготовки и пусков ракеты-носителя "Протон" были созданы технический и стартовый комплексы.

Стартовый комплекс "Протона" мало похож на стартовый комплекс "Союза". Он состоит из двух стартовых позиций, разнесенных на 600 метров друг от друга. Стационарное подъемное устройство, смонтированное в стартовом сооружении, переводит ракету-носитель с космическим аппаратом в вертикальное положение. Ракета-носитель перед стартом не подвешена на опорных фермах, а стоит непосредственно на опорах стартового стола Для предстартового обслуживания используются не отклоняемые перед стартом фермы, как у "Союза", а огромная башня, передвигающаяся по рельсам. Перед стартом она откатывается на значительное расстояние.

Процесс заправки ракеты-носителя компонентами топлива и сжатыми газами полностью автоматизирован, включая подвод и отвод наполнительных соединений.

Нет здесь и кабельных и кабель-заправочных мачт. Вместо этого под ракетой в центре пускового стола есть специальное стыковочное устройство, которое перед стартом надежно соединяет с ракетой более 5000 коммуникаций и электрических цепей.

Через доли секунды после начала движения ракеты устройство пневмо-ускорителями сбрасывается вниз и мгновенно прочно и плотно закрывается броневыми крышками. Эти крышки образуют рассекатель, который направляет мощный поток газов работающих двигателей в два отводящих газохода Командный пункт управления находится в 1,5 километрах от стартового комплекса.

Разворот ракеты-носителя по азимуту осуществляется автономно на начальном участке полета в соответствии с заложенной на борту программой. Ракета-носитель "Протон" способна вывести на околоземную орбиту высотой 200 километров с наклонением 51,6 градусов полезный груз массой свыше двадцати тонн. С дополнительной четвертой ступенью ее возможности возрастают. Она может доставить на геостационарную орбиту 2 тонны полезного груза, к Луне — 5,7 тонны, Венере — 5,3 тонны, Марсу — 4,6 тонны.

В апреле 2001 года в первый полет отправилась новая ракета — "Протон-М", являющаяся принципиальной модификацией заслуженного "Протона". Теперь на околоземную орбиту можно вывести 22 тонны, а на геостационарную орбиту 3—3,2 тонны.

Новая ракета оснащена разгонным блоком "Бриз-М", который заменит блок ДМ, по вине которого не раз случались аварии на последней стадии. ГКНПЦ Хруничева решил для "Прогона" изготовить свой блок. Ведущая роль в создании новой ракетной конфигурации принадлежит конструкторам Александру Медведеву и Олегу Давыдову.

Новая ракета отличается улучшенной экологией. Район падения ступеней сокращен в десятки раз. Кроме того, за счет выжигания остатков топлива баки падают на землю практически сухими.

"Протон", который стартовал 280 раз, считался самой надежной ракетой в мире. За последние пять лет по его вине было только две аварии. Теперь эту репутацию предстоит подтвердить его преемнику".