Путешествие в космос - Авиационно-космические системы США

Ракеты семейства «Атлас»

Приостановление эксплуатации ракет «Афина» не окажет значительного влияния на деятельность корпорации «Lockheed Martin», поскольку подавляющая часть осуществляемых ею коммерческих запусков приходится на ракеты «Атлас». Данные транспортные системы вместе с выпускающим их предприятием в 1994 г. были выкуплены компанией «Martin Marietta» у корпорации «General Dynamics», которая в свою очередь в конце 1950-х годов приобрела их непосредственного разработчика — фирму «Convair».

Современные ракеты «Атлас», еще недавно называвшиеся «Атлас-Центавр», представляют собой последнюю ветвь некогда многочисленного семейства. Поэтому (то есть по старшинству) сначала предлагается описание истоков и первых моделей семейства, а эволюции ракет «Атлас-Центавр» отводится следующая глава.

Родоначальником семейства «Атлас», как и многих других РН, является боевая ударная система. Ракета «Атлас» стала первой американской МБР. В ходе ее разработки были весьма удачно применены многие технические новинки, без которых невозможно представить современную ракетную технику: карданная подвеска маршевых двигателей, тонкостенные топливные баки без силового набора, автономная инерциальная система наведения и многое другое. В своем сочетании подобные новшества обеспечили высокие технико-эксплуатационные характеристики МБР. Но надо признать, что многие из них были предложены и отчасти испытаны задолго до рождения этой боевой системы.

В 1946 г. ВВС армии (самостоятельным видом вооруженных сил ВВС стали год спустя) подписали с корпорацией «Consolidated Vultee Aircraft», позднее названной «Convair», контракт на создание экспериментальной одноступенчатой ракеты МХ-774 для отработки технологий перспективных МБР с дальностью действия до 9300 км. Основное внимание требовалось уделить двигательной установке, системам управления и наведения, аэродинамике, траектории полета и отделяющейся головной части.

Подготовленная по проекту ракета МХ-774 массой 1,86 т имела высоту 10,5 м и диаметр 0,75 м. Все отсеки изделия — носовой, топливный с несущими баками и хвостовой с четырьмя стабилизаторами — изготовлялись из алюминиевых сплавов.

Ракета комплектовалась четырехкамерной двигательной установкой фирмы «Reaction Motors». Каждая из камер тягой по 0,9 т закреплялась в отдельном карданном подвесе, что обеспечивало трехосную стабилизацию изделия на активном участке полета продолжительностью 58 с. В качестве компонентов топлива использовался жидкий кислород и этиловый спирт общей массой 1,3 т. Подача топлива осуществлялась турбонасосным агрегатом, работавшим на продуктах разложения перекиси водорода.Несмотря на то что все три произведенные в 1948 г. старта ракеты МХ-774 окончились неудачами из-за отказов двигательной установки, испытания подтвердили работоспособность большинства остальных бортовых систем.

Успешно зарекомендовавшие элементы ракеты МХ-774 нашли свое применение в проекте МХ-1593, в 1951 г. получившем название «Атлас». На первых этапах работы по программе фирма «Convair» наряду с другими подрядчиками подготовила предложения по МБР для последующего ее сравнения с крылатыми ракетами.

По мере проработки вариантов наибольшее предпочтение постепенно стало отдаваться баллистическим ракетам. К 1955 г. были подготовлены предложения по МБР, забрасывавшей боезаряд массой 3,2 т на расстояние 8800 км. Однако при этом ракета высотой 32 м и диаметром 3,6 м должна была иметь стартовую тягу не менее 297 т. (Один из проектов предполагал создание одноступенчатой МБР массой 200 т с семью ЖРД тягой по 56,7 т.)

Техническая сложность подобных ударных средств ставила под сомнение их успешную разработку в заданные сроки с определенным уровнем затрат. Лишь после создания компактных термоядерных зарядов большей мощности стало возможным существенно уменьшить массу головной части и, соответственно, всей ракеты в целом.

МБР «Атлас» SM-65, как основной элемент системы оружия WS-107A-1, предназначалась для доставки головно,й части массой 1,34 т на расстояние 13—14 тыс. км. Стартовая масса первой эксплуатационной модели «Атлас-D» высотой 25,1 м и диаметром 3,05 м составляла 118 т.

Кислородно-керосиновая двигательная установка МА-2, разработанная для данной модели фирмой «North American Rocketdyne», комплектовалась пятью ЖРД: маршевым LR-105-NA-3 тягой 27,2 т, двумя стартовыми LR-89-NA-3 тягой по 68 т и двумя верньерными LR-101-NA тягой по 0,45 т. В установке использовалась турбонасосная система подачи компонентов топлива без дожигания газогенераторного газа. Все двигатели крепились в карданных подвесах для управления ракетой на активном участке полета.

Конструктивной особенностью силовой установки ракет «Атлас», все двигателя которой включались одновременно.на старте, являлся сброс хвостовой юбки со стартовыми ЖРД на 2 мин полета. Подобная схема, иногда называемая «полу-тораступенчатой», была принята в целях повышения надежности запуска двигателей в наземных условиях. Управление ракетой по каналу крена после отделения стартовых ЖРД осуществлялось верньерными двигателями. Ими же проводилась коррекция скорости изделия перед отделением головной части после прекращения работы маршевого ЖРД на 240 с. Увод ракеты от боезаряда выполнялся с помощью нескольких РДТТ.

Ракеты «Атлас-1>» оснащались радиоинерциальной системой наведения фирмы «General Electric». Основное электронное оборудование, включая БЦВМ, автопилот, антенны и приемники, размещалось в двух обтекаемых гаргротах, диаметрально расположенных на баковом отсеке.

Высокое конструктивное совершенство МБР «Атлас», «сухая» масса которых составляла около 6,8 т, обеспечили тонкостенные несущие баки. Топливный отсек длиной 18 м являлся основным силовым элементом конструкции, воспринимавшим тягу двигательной установки.

Специально для ракет «Атлас» была разработана аустенит-ная сталь AISI-301 с пределом прочности 14 060 кг/см2. Ее технологические и прочностные характеристики позволили уменьшить толщину стенок в основании топливного отсека до 1 мм, а в верхней части до 0,1 мм. Сборка отсека производилась путем сварки отдельных секций высотой 0,9 м. Во избежание деформаций готовые секции, а затем и весь бак крепились в специальной оснастке.

Топливные баки МБР имели совмещенные днища, выгнутые вверх в сторону бака окислителя емкостью 71 м8; объем бака горючего составлял 43,7 м3. Нижнее днище последнего представляло собой усеченный конус, на котором крепилась рама маршевого ЖРД. Двусторонняя сварка нижнего днища являлась заключительной операцией сборки топливного отсека. При ее выполнении в течение 16 часов внутри бака находилась пара рабочих, управлявших сварочным аппаратом (смена операторов через каждые два часа производилась через люк-лаз в днище).

После завершения сборки отсека осуществлялся технологический наддув баков, который будет поддерживаться на всех последующих этапах сборки и эксплуатации ракеты. Избыточное давление в 0,7 кг/см2 придает такую устойчивость стенкам бака, что их корпус без всяких повреждений выдерживает удар молотком. В одном из первых испытательных полетов после отказа двигательной установки ракета выполнила полную «петлю», сохранив при этом целостность конструкции.

<<<Назад Страница 80 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