ГЛАВА 3. Разработка перспективных технологий

Одним из основных элементов ТКС, определяющим ее важнейшие технико-эксплуатационные и экономические показатели, является двигательная установка. (Для одноразовых ракет стоимость маршевых двигателей составляет примерно 50% от стоимости всего изделия.) В связи с этим вопросам совершен-ч ствования элементной базы двигателей как транспортных систем, так и космических аппаратов уделяется особое внимание.

В 1996 г. начались работы по межведомственной комплексной программе «Integrated High Payoff Rocket Propulsion Technology Program» (IHPRPTP), направленной на создание новых технологий для ракетных двигателей различных типов. В результате проведения качественной модернизации силовых установок к 2010 г. предполагается вдвое увеличить грузоподъемность ТКС, существенно сократив при этом затраты на их запуски.

В период 1996—2010 гг. на программу IHPRPTP намечается израсходовать около 1,8 млрд долл., из которых 950 млн д ... Читать дальше »

Проекты МТКС военного назначения (часть 3)

В 1999 г. ВВС приступили к изучению проектного облика стратегического бомбардировщика нового поколения, которым в 2030-х годах предполагается заменить самолеты В-52 и В-2. Наряду с беспилотными дозвуковыми ударными системами, запускаемыми с самолета-носителя, сверхзвуковыми бомбардировщиками традиционных схем (вкл. 12) рассматриваются и гиперзвуковые аппараты типа «HyperSoar».

В ходе первого этапа работ, продолжавшегося с лета 1999 г. до середины 2000 г., по контрактам Боевого командования ВВС (Air Combat Command) три компании «Boeing», «Lockheed Martin» и «Northrop Grumman» разрабатывали общую концепцию новой боевой системы. В качестве основных требований, которым должна удовлетворять перспективная ударная cистема FSV («Future Strike Vehicle»), иногда называемая FSA («Future Strike Aircraft»), были указаны лишь стартовая масса 140 т и масса боевой нагрузки 4,5—27 т.

Проекты МТКС военного назначения (часть 2)

На первом этапе эксплуатации аппарата SMV компания «Boeing» предлагает в качестве средства его выведения использовать разрабатываемую ею ракету «AirLaunch» («Воздушный старт»), запускаемую с борта самолета «Боинг-747». Эта РН представляет собой сборку двух РДТТ «Кастор-120» с небольшим разгонным блоком (все двигатели для системы заказаны фирме «Thiokol»). При этом первая ступень оснащается треугольным крылом и хвостовым оперением.



Полет ракеты «AirLaunch» должен проводиться по следующей схеме. Отделение от самолета-носителя планируется выполнять на высоте 5,4—9 км при скорости М=0,7—0,75. После свободного планирования в течение 30—40 с, необходимых для безопасного удаления самолета на расстояние 6,5—8 к ... Читать дальше »

ГЛАВА 2. Проекты МТКС военного назначения

Одновременно с модернизацией парка одноразовых ракет-носителей ВВС ведут проектные исследования по многоцелевой МТКС военного назначения. Создание подобной транспортной системы считается важнейшим этапом реализации идеи интеграции воздушных и космических операций, а также трансформации ВВС в «Аэрокосмические силы» (Aerospace Force).

Перспективная МТКС, составным элементом которой должен стать воздушно-космический самолет, позволит выполнять все виды космических операций:

— обеспечение космических сил (выведение, обслуживание и управление орбитальными средствами);

— поддержка наземных сил (боевое обеспечение войск);

— контролирование космического пространства (обеспечение превосходства в космосе);

— боевое применение космических сил (нанесение ударов из космоса по воздушным и наземным целям).

В настоящее время официально Космическое командование США располагает средствами для решения т ... Читать дальше »

Планы эксплуатации ракет

Несмотря на высокий риск использования новых, не прошедших летные испытания транспортных систем, за счет снижения стоимости запуска компаниям «Boeing» и «Lockheed Martin» удалось найти коммерческого заказчика для первых своих ракет. Таким образом, можно сказать, что одна из задач программы EELV — повышение конкурентоспособности американских фирм на рынке пусковых услуг — в некоторой степени уже решена.

Однако резкое снижение коммерческого грузопотока в космос не позволяет надеяться американским компаниям, равно как и другим участникам рынка, на высокую доходность своих РН. Остепени сокращения объемов производства коммерческих спутников можно судить по следующему факту. К концу 2002 г. на ракеты «Атлас-5» и «Дельта-4» было сделано примерно по 20 предварительных заявок, а летом следующего года компания «Boeing» объявила об отказе от использования в ближайшие несколько лет ракет «Дельта-4» в коммерческих целях — из-за оставшихся единичных зака ... Читать дальше »

Ракеты компании «Lockheed Martin» (Часть 3)

За шесть лет реализации программы EELV общий замысел проекта претерпел значительные изменения, что не могло не сказаться на требованиях, которые предъявляются к подрядчикам. В связи с планами военного ведомства по существенному сокращению массы своих перспективных аппаратов ВВС сочли целесообразным ограничиться созданием одной РН тяжелого класса, а именно «Дельта-4Н».

В результате переговоров ВВС и компания «Lockheed Martin» пришли к соглашению о том, что проектные работы по ракете «Атлас-5Н» будут завершены, но производство ее летных образцов откладывается на неопределенное время. Кроме того, ВВС отказались от использования ракет «Атлас-5» для выведения спутников на полярные орбиты, в связи с чем была прекращена модернизация стартового комплекса SLC-3W, расположенного на базе Ванденберг.

Производство блоков ССВ развернуто на заводе в Литлто-не — пригороде Денвера (шт. Колорадо), где в настоящее время изготовляются ... Читать дальше »

Справочные данные. Жидкостный ракетный двигатель RL-10A-4—1 (ВКЛ. 6)

Разработчик — «Pratt and Whitney».

Применение— ступень «Центавр» ракет «Атлас-2А» (1995—2004), «Атлас-3» (с 2000 г.), «Атлас-5» (с 2002 г.).

Начало эксплуатации — 1995 г.

«Сухая» масса— 168 кг.

Длина— 1,78 м (в сложенном состоянии), 2,29 м (с развернутым насадком).

Максимальный диаметр — 1,17 м.

Окислитель — жидкий кислород, расход компонента 19,1 кг/с.

Горючее — жидкий водород, расход компонента 3,45 кг/с.

Соотношение компонентов — 5,5.

Насос окислителя:

— масса — 11,3 кг;

— скорость вращения — 14 950 об/мин;

— давление подачи — 57,6 атм.

Насос горючего:

— масса — 34 кг;

— скорость вращения — 37 400 об/мин;

— давление подачи — 94,6 атм;

Давление в камере сгорания — 41,5 атм.

Сопло:

— длина — 1,19 м (основная часть), 1,7 м (с сопловым насадком);

— диаметр— 1,02 м (ос ... Читать дальше »

Ракеты компании «Lockheed Martin» (Часть 2)

Ракету «Атлас-5» легкого класса предполагалось комплектовать блоком ССВи ступенью «Аджена-2000», работающей на четырехокиси азота и монометил гидразине. В такой конфигурации модель позволила бы выводить на низкую полярную орбиту грузы массой в 3,9 т, а на переходную орбиту — массой в 1,84 т.

Ступень «Аджена-2000» проектировалась фирмой «Atlantic Research» на базе разгонного блока, созданного компанией «Lockheed» в конце 1950-х годов. Конструкцию успешно зарекомендовавшей ступени намечалось улучшить за счет использования новейших технологий, а также отдельных отработанных узлов с других ЖРД. Однако стоимость доработки ступени оказалась чрезвычайно высокой, что не позволило бы обеспечить требуемое снижение затрат на выведение грузов. Поэтому компания «Lockheed Martin» приняла решение отказаться от создания модели «Атлас-58».

Ракета «Атлас-5» среднего класса представляет собой сборку ступени ССВи разгонного блока «Цен ... Читать дальше »

Справочные данные. Жидкостный ракетный двигатель РД-180 (ВКЛ. 5)

Разработчик— «НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко». Разрабатывался в 1994—1998 гг.

Применение— ракеты «Атлас-3» (с 2000 г.), «Атлас-5» (с 2002 г.).

Схема — замкнутая, с дожиганием окислительного газогенераторного газа;

Компоненты топлива — жидкий кислород и керосин.

Соотношение компонентов — 2,72.

Тяга — 390,2 т (на уровне моря), 423,4 т (в вакууме).

Удельный импульс— 311,3 с (на уровне моря), 337, 8 с (в вакууме).

Количество камер— 2.

Давление в камере сгорания — 260 атм.

Угол качания камер — ±8°

Масса — 5,33 т.

Диаметр — 3,2 м.

Длина — 3,6 м.

Ракеты компании «Lockheed Martin»

Ракеты «Атлас-5» спроектированы на базе кислородно-ке-росинового блока «Common Core Booster» (ССВ), оснащенного российским двигателем РД-180. При высоте 32,5 м и диаметре 3,8 м масса конструкции ступени составляет 20,4 т.

Наиболее важным отличием блока ССВ от прежних моделей семейства «Атлас», берущих свое начало от одноименной МБР конца 1950-х годов, является жесткий корпус первой ступени, выполненной из алюминиевого сплава. Выбранная схема позволяет отказаться от постоянного технологического наддува топливных баков-ступени на всех этапах ее производства и наземного обслуживания. Некоторое ухудшение конструкции (относительная масса топливного отсека увеличилась на 25%) компенсируется высокоэффективным маршевым "ЖРД, развивающим тягу 390 т.