Путешествие в космос - Авиационно-космические системы США

«Дельта-2» серии «7000», 1990 г.

В ноябре 1990 г. началась эксплуатация основной ракеты семейства «Дельта-2» — модели «7925», отличавшейся от предыдущей (6925) новыми ТТУ и несколько усовершенствованной силовой установкой первой ступени.

Контракт на разработку стартовых ускорителей GEM (Graphite Ероху Motor) фирма «Hercules Aerospace», с 1995 г. находящаяся в составе компании «Alliant Techsystems», получила от корпорации «McDonnell Douglas» сразу же после победы в конкурсе MLV в феврале 1987 г. Первоначально предлагалось проектировать ТТУ, равные по габаритам ускорителям «Кастор-4А». Однако в целях улучшения энергетических характеристик длина изделий с тягой 45,5 т была увеличена до 12,9 м при том же диаметре 1,01 м.

Важным новшеством в конструкции ускорителей GEM-40 стал корпус, изготовленный из композиционного материала: графито-волоконная намотка, пропитанная эпоксидной смолой. За счет этого «сухая» масса каждого изделия снизилась в сравнении с ТТУ «Кастор-4А» на 860 кг. Столь крупные ускорители из композитов ранее для РН не разрабатывались. (Но это первенство продержалось недолго — до 1997 г., когда в составе ракеты «Ти-тан-4В» стали применяться ускорители SRMU той же фирмы «Alliant».)

^{Компоновка ракеты «Дельта» модели 7925—10: 1 — бак окислителя первой ступени, 2 — бак горючего, 3 — гаргрот, 4 — лепесток обтекателя, 5 — РДТТ третьей ступени, 6 — узлы крепления полезного груза, 7 — космический аппарат, 8 — хомут крепления РДТТ третьей ступени, 9 — стол закрутки третьей ступени, 10— система наведения, 11 — «мини-юбка» с силовой фермой, 12 — вторая ступень, 13 — баллон с гелием, 14 — баллон с азотом, 15 — переходник между ступенями, 16 — межбаковый отсек, 17 — твердотопливные ускорители}

Сопло ускорителя GEM-40, фиксированное, отклоненное от оси изделия на 10°, имеет сложную слоистую структуру — стальная силовая конструкция покрыта различными композитами. Вставка с критическим сечением изготовлена из трехмерного углерод-углеродного материала. Степень расширения сопла составляет 10,6:1.

При старте ракеты «Дельта-2» включаются шесть ускорителей с продолжительностью работы 63 с, через 2—3 с после останова они сбрасываются и производится запуск трех оставшихся ТТУ. По конструкции последние практически идентичны первым за исключением несколько усиленной внешней теплозащиты вследствие более длительного периода аэродинамического нагрева.

Использование более мощных стартовых ускорителей позволило улучшить высотные характеристики маршевого ЖРД первой ступени. Ракета «7925» стала комплектоваться двигателем RS-27A с увеличенной степенью расширения сопла с 8:1 до 12:1. За счет чего пустотная тяга установки возросла со 105,3 т до 107,6 т.

СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ. РАКЕТА-НОСИТЕЛЬ «ДЕЛЬТА-2» МОДЕЛИ «7925» (ВКЛ. 42)

Разработчик — «Boeing»

Применение — выведение навигационных спутников «На-встар».

Начало эксплуатации — 1990 г. (1989 г. — модели «6925»).

Количество ступеней центрального блока — 3.

Количество стартовых ускорителей — 9.

Энергетические характеристики:

— низкая орбита наклонением 28,6° (модель 7920) — 5 т;

— солнечно-синхронная орбита (модель 7920) — 3,17 т;

— переходная орбита — 1,88 т.

Стартовая масса — 231,87 т.

Высота — 38,4 м.

Диаметр центрального блока — 2,44 м. Стартовые усцрритедц GEM-40

Высота — 12,96 м.

Диаметр — 1м.

Масса— 13 т.

Масса твердотопливного заряда — 11,76 т.

Тяга средняя — 45,5 т (на уровне моря), 50,9 т (в вакууме).

Время работы — 63,3 с. Первая студевд»

Высота — 26 м.

Диаметр — 2,44 м.

Масса — 101,7 т.

Топливо — керосин RP-1 и жидкий кислород. : Масса топлива — 96 т. - Двигательная установка — RS-27A. я Тяга на уровне моря — 91 т.

Время работы — 260,5 с. Вторая студещ»

Высота — 5,9 м.

Диаметр — 1,7 м.

Масса — 6,93 т.

Топливо — «аэрозин-50» и азотный тетроксид.

Масса топлива — 6 т.

Двигательная установка— AJ10—118К.

Тяга в вакууме — 4,43 т.

Время работы — 432 с.

Тртя студед*» РАМ-Р

Высота —2 м.

Диаметр — 1,24 м.

Масса — 2,14 т.

Двигательная установка — РДТТ «Стар-48В».

Масса топлива — 1,76—2 т.

Тяга в вакууме — 6,8 т.

Время работы — 87 с.

Головной обтекатель

Высота — 7,9 м, 8,48 м, 7,92 м.

Диаметр — 2,44 м, 2,9 м, 3,1 м.

Масса — 839 кг (для второй штатной модели).

Материал — алюминиевый сплав.

Благодаря успешному развертыванию системы GPS первого этапа в 1993 г. компания «McDonnell Douglas» (далее «Boeing») победила с моделью «Дельта—7925» в конкурсе на запуски усовершенствованных спутников «HaBCTap-2R». Первоначальный заказ ВВС составил 25 ракет с возможным увеличением объема поставок до 36 изделий.

Поскольку спутники «Haвстap-2R» имели массу 2,14 т, то были проведены незначительные доработки РН. Для обеспечения заданной грузоподъемности оказалось достаточным несколько улучшить высотные характеристики трех ускорителей, включаемых в полете. Теперь модифицированные ТТУ оснащаются удлиненным на 30 см соплом со степенью расширения 16,3:1 при диаметре внешнего среза 1,01 м.

Кроме того, ВВС потребовали оснастить РН более надежной, с трехкратной степенью резервирования, системой наведения RIFCA (Redundant Inertial Flight Control Assembly). Каждый канал системы комплектуется шестью лазерными гироскопами компании «AlliedSignal», шестью акселерометрами фирмы «Sundstrand» и двумя независимыми источниками электропитания.

Другим условием получения контракта на развертывание спутников «Навстар-211» стало требование проведения запуска аппарата в течение 60 дней после подачи заявки. Данное условие определялось исходя из минимальной продолжительности предполетной подготовки ракет «Дельта», которая на практике менялась в пределах 7—13 недель.

Доставленные на, космодром основные компоненты ракет (первые две ступени, переходник и головной обтекатель) размещаются в ангаре М технической зоны станции ВВС «Мыс Канаверал». Там они проходят предварительный осмотр, взвешивание и готовятся к контрольным испытаниям. Примерно за 43 дня до старта первая и вторая ступени транспортируются в отдельные корпуса для монтажа бортовых систем. Работы с ТТУ выполняются в отдаленных взрыво- и пожаробезопасных помещениях.

Предназначенный к выведению полезный груз должен доставляться на космодром не позднее чем за 48 суток до старта. Для объектов различной принадлежности отведены отдельные технические зоны: обслуживание спутников «Навстар» проводится в специализированном корпусе, аппараты NASA — в здании ESA-60, коммерческие грузы — на предприятии фирмы «Astrotech» в Тайтесвилле. Сборка КАс третьей ступенью и их совместные испытания осуществляются в корпусе PSTF (Payload Spin Test Facility), расположенном в 2,8 км к западу от комплекса LC-17.

Установка первой ступени на стартовой площадке производится за 38 дней до запуска. Затем монтируются ТТУ и вторая ступень. В период с Т-28до Т-8 суток проводятся комплексные испытания систем РН, проверяется герметичность топливных и пневмогидравлических магистралей, а также качество поставленного горючего, монтируются пиротехнические устройства, оценивается готовность наземных служб с имитацией предстартового отсчета и прочее.

За восемь дней до запуска на площадку доставляется полезный груз, состыкованный с третьей ступенью. Транспортировочный контейнер со спутником поднимается и фиксируется над РН. После раскрытия контейнера аппарат опускается и закрепляется на второй ступени. Затем монтируется головной обтекатель. После завершения сборки и заправки второй ступени за три дня до старта производятся квалификационные испытания ракеты на готовность к полету.

Непосредственно предстартовый отсчет начинается за 2,5 ч до запуска; его основные этапы, равно как и самого полета при выведении грузов на переходную орбиту, представлены ниже:
Т-130 мин — активация системы наведения;

Т-120 мин — заправка горючим первой ступени;

Т-80 мин — проверка работы бортового передатчика С-ди-апазона;

Т-76 мин — заправка жидким кислородом первой ступени;

Т-30 мин —- проверка приводов поворота ЖРД первой ступени;

Т-18 мин — проверка системы самоликвидации ракеты;

Т-4 мин — наддув топливных баков;

Т=0 — включение маршевого ЖРД первой ступени и шести ТТУ;

Т+63 с — прекращение работы ТТУ;

Т+65 с — включение трех оставшихся ТТУ;

Т+66 с — отделение отработавших шести ТТУ;

Т+129 с — прекращение работы трех ТТУ;

Т+132 с — отделение ТТУ;

Т+260,5 с — прекращение работы первой ступени;

Т+268 с — отделение первой ступени;

Т+273 с — включение второй ступени;

Т+298 с — сброс головного обтекателя;

Т+616 с — останов ЖРД второй ступени;

Т+1236 с — повторный запуск второй ступени;

Т+1306 с — прекращение работы второй ступени;

Т+1356 с — включение РДТТ закрутки третьей ступени;

Т+1357 с — прекращение работы РДТТ закрутки;

Т+1359 с — отделение второй ступени;

Т+1397 с — включение РДТТ третьей ступени;

T+1484 с — прекращение работы третьей ступени;

Т+1597 с — отделение полезного груза.

При выведении стационарных спутников на переходную орбиту грузоподъемность ракеты «7925» составляет 1,88 т, в двухступенчатом варианте модель «7920» доставляет на низкую орбиту аппараты массой 5 т. Подобные характеристики позволяют достаточно активно использовать РН семейства в коммерческих проектах и в программах NASA.

Именно при выведении гражданских объектов интенсивность эксплуатации ракет «Дельта-2» достигла своего пика — 12 успешных запусков различных моделей в 1998 г.

Значительные различия в массово-габаритных характеристиках КА привели к тому, что компания «Boeing» вновь стала варьировать как количество стартовых ускорителей, так и тип верхних ступеней.

Особым разнообразием отличилось NASA, выбравшее ракеты «Дельта-2» для выведения нескольких межпланетных станций. Так, например, в том же 1998 г. запуск аппарата «Deep Space-1» массой 365 кг, предназначенного для изучения астероидов и комет, производился с помощью модели 7326. Помимо трех ТТУ, что видно из цифры во второй позиции, данная РН оснащалась новой верхней ступенью, созданной на базе РДТТ «CTap-37FM» тягой 5 т. Для другого межпланетного аппарата Stardust (февраль 1999 г.) использовалась ракета «Дельта» 7426, а ряд марсианских аппаратов массой 580— 630 кг выводился «более традиционной» моделью — 7425.

В июле 2003 г. компания «Boeing» приступила к эксплуатации ракеты «7925Н», рассчитанной на выведение на переходную орбиту спутников массой 2,14 т. Увеличение грузоподъемности на 15% по сравнению с базовой моделью удалось добиться за счет использования новых ускорителей GEM-46 (цифра в обозначении указывает диаметр изделия в дюймах). Данные ТТУ были созданы фирмой «Alliant Techsystems» для ракеты «Дельта-3», которая оказалась не самой удачной моделью семейства.

<<<Назад Страница 125 Далее>>>