Путешествие в космос - Авиационно-космические системы США

Ракета «Пегас» (Часть 2)

Определенные сложности при создании ракеты «Пегас» возникли с оценкой ее аэродинамических характеристик. В этом значительную помощь компании OSC оказал Центр Эймса, выполнивший компьютерное моделирование условий полета изделия. Ракета «Пегас» стала первой ТКС, схема которой была определена только численными методами без продувок в аэродинамических трубах. При этом в ходе работ был проведен анализ данных по аэродинамике ракетоплана Х-15, с которым у ракеты «Пегас» много общего.

Заинтересованность NASA в таких исследованиях объяснялась необычной траекторией выведения, при которой скорость полета с аэродинамическим качеством (в конце работы первой ступени) достигала М=8. Данные об условиях гиперзвукового обтекания крылатой РН предполагалось использовать при создании трансатмосферного аппарата Х-30. Кроме того, благодаря пологой траектории разгона ракету «Пегас» планировалось использовать для запусков экспериментальных моделей по программе NASP (что и было реализовано позднее в проекте «Hyper-Х»).

Начальный этап эксплуатации ракеты «Пегас» также был связан с NASA, предоставившим для запусков изделия самолет В-52, который применяется уже не одно десятилетие для испытаний различных экспериментальных аппаратов. Почасовая плата за самолет, базирующийся в Центре Драйдена, была назначена в размере 30 тыс. долл. На осуществление запуска РН в зависимости от места его проведения отводится 2—4 ч.

Первоначально наземный комплекс ракет «Пегас» был развернут в Центре Драйдена. Для проведения сборочных работ и размещения центра управления полетом компания арендовала корпус площадью 432 м2.

Однако из-за ограниченных технических возможностей Центра в 1994 г. компания OSC перенесла все службы комплекса на базу Ванденберг, где ей были предоставлены более обширные помещения, позволившие вести работы одновременно с четырьмя изделиями.

Ступени ракеты доставляются в монтажный корпус VAB (Vehicle Assembly Building) примерно за четыре месяца до запуска. Их сборка производится в горизонтальном положении на специальном трейлере со шестистепенной подвеской изделия. Работы выполняются в двух кондиционируемых залах размерами 15 х 36 м, где поддерживается температура 21 ±5 °С и влажность 40 ±10%.

Предстартовая подготовка полезного груза выполняется в отдельном помещении с повышенным уровнем чистоты. Предназначенный к выведению КА устанавливается на ракете примерно за 12 дней до запуска. Затем производится заправка азотом баков двигателей системы ориентации ракеты и монтаж головного обтекателя. Подвеска РН под самолетом выполняется с помощью подъемных механизмов трейлера примерно за сутки до полета.

Разработка ракеты «Пегас» длилась ровно три года (вместо запланированных 28 месяцев). Первый старт с военным спутником связи и экспериментальным оборудованием NASA намечалось осуществить 4 апреля 1990 г., но он был отложен по исключительной причине — дождя, который бывает в районе базы Эдвардз не чаще трех раз в год. На следующий день в 11 ч 3 мин по местному времени самолет В-52 с ракетой под правым пилоном оторвался от бетонной полосы аэродрома и в сопровождении нескольких самолетов наблюдения взял курс в! сторону океана.

- Для навигационного обеспечения самолета-носителя были задействованы наземные радиотехнические средства. Точное совпадение трассы полета в момент отделения ракеты с плоскостью заданной орбиты снижает энергетические потери на ее выведение. При подходе к точке старта самолет выполнил ряд маневров для выставки системы наведения ракеты.

Сброс ракеты «Пегас» был осуществлен в 12 ч 10 мин. Для балансировки самолета в полете топливо расходовалось с таким расчетом, чтобы перед отделением РН массой 18 т вес правой консоли превышал на 9 т вес левой, а после сброса пропорция изменилась бы на обратную. Поэтому, освободившись от груза, самолет достаточно быстро совершил левый разворот.

Свободное планирование ракеты «Пегас» длилось 5 с (за это время высота полета снизилась на 100 м), после чего был произведен запуск РДТТ первой ступени. Разгон был стремительный — тяговооруженность ракеты достигает 2,5. Уже спустя 4 с, продолжая снижение, ракета преодолела звуковой барьер, а еще через 4 с, будучи ниже уровня сброса на 300 м, она начала подъем с углом атаки 21°.

Первая ступень прекратила работу на 76 с полета при скорости М=8,2 и на высоте 71 км. Через 14 с включился двигатель второй ступени. Активный участок этого блока длительностью 72 с был отмечен сбросом головного обтекателя. После отключения РДТТ на высоте 198 км при скорости 5,25 км/с начался пассивный участок траектории продолжительностью в 380 с. Включившаяся на 9 мин полета третья ступень обеспечила выведение полезного груза на полярную орбиту высотой около 540 км. Успех был полным.

«Мы вышли на орбиту», — монотонно произнес диктор в Центре управления полетом ракеты.

Вскоре после первого запуска компания OSC подписала с ВВС предварительное соглашение о продаже 40 ракет «Пегас» стоимостью по 8—9 млн долл., а от NASA поступил заказ на 10 изделий. Таким образом, новая ТКС сразу же была признана правительственными организациями.

Однако, несмотря на серьезную поддержку банковских кругов, финансовое положение корпорации OSC было далеко не безоблачным. Затраты на разработку и эксплуатацию ракеты «Пегас» оказались существенно выше ожидавшихся (возможно, они были преднамеренно занижены с целью получения первого контракта от Управления DARPA, поскольку другие участники конкурса определяли стоимость пусковых услуг на уровне 12 млн долл.). Вложенные в программу средства могли окупиться только после 16—18 стартов ракеты.

В конце апреля 1990 г. для быстрого получения денежных сумм на погашение долгов корпорация OSC предприняла необычный для аэрокосмической промышленности шаг — предложила на рынок ценных бумаг собственные акции. Благодаря успешному полету ракеты «Пегас» за 2,4 млн акций было получено 34 млн долл. Подобная операция была повторена летом 1991 г. незадолго до второго старта ракеты.

Полученные от продажи акций средства шли не только на возвращение кредитов, но и на дальнейшее развитие проекта «Пегас». Среди первостепенных задач называлось увеличение грузоподъемности системы и повышение точности выведения грузов (при первых полетах в целях экономии средств РН комплектовалась РДТТ без калибровки топливного заряда, поэтому параметры рабочих орбит были далеки от требуемых).

Обе эти задачи были отчасти решены уже при подготовке к полету второй ракеты «Пегас», которая была оснащена четвертой жидкостной ступенью HAPS (Hydrazine Auxiliary Propulsion System — «вспомогательная силовая установка на гидразинном топливе»). В результате масса полезного груза, доставляемого на полярную орбиту высотой 800 км, возросла со 150 кг до 190 кг, а точность параметров орбиты по наклонению с ±0,2° до ±0,1°, а по высоте с ±85 км до ±19 км.

Устанавливаемый на третьей ступени блок HAPS комплектуется тремя ЖРД тягой по 22,6 кг, рассчитанными на повторный запуск. Запас гидразина 72,6 кг допускает два включения продолжительностью 131с и 110 с. Горючее хранится в сферическом баке, установленном под переходником полезного груза.

Значительного (до 40%) увеличения грузоподъемности ракеты «Пегас» при 10%-ном повышении затрат на эксплуатацию удалось добиться после создания ее усовершенствованной модели «Пегас-XL». Новая ТКС существенно отличается базового изделия. Во-первых, первые две ступени оснащаются РДТТ с увеличенной массой топлива, что было достигнуто за счет удлинения корпусов — первой ступени на 1,37 м, второй ступени на 0,45 м.

Во-вторых, некоторой модернизации подверглась и система управления ракетой. В частности, на модели стал применяться новый компьютер фирмы «Oettle & Reicher», который по сравнению с прежней БЦВМ имеет почти вдвое меньшую массу 4,46 кг.

<<<Назад Страница 133 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