Аджян А.П., Аким Э.Л., Алифанов О.М., Андреев А.Н. Ракетно-космическая техника. Машиностроение. Энциклопедия. T. IV-22 В двух книгах. Книга первая

776	Глава 6.4. РАЗГОННЫЕ БЛОКИ

1) вертикального старта:

РН МОК — система на базе традицион ной одноразовой РН, включенная в анализ в качестве эталонного варианта для сравнения; МВРН — двухступенчатая многоразовая всеазимутальная РН, построенная по схеме I1

II1 (проработки ЦНИИмаш, РКК «Энергия», КБ «Салют» ГКНПЦ им. Хруничева, НПО Ма шиностроения);

ММКС — двухступенчатая многоразовая многоцелевая КС, построенная по схеме I1

II3 (проработки ЦНИИмаш, РКК «Энергия»);

МВКС 2 — двухступенчатая многоразо вая воздушно космическая система, построен ная по схеме I1 II4 (проработка РКК «Энер гия»);

МОН — многоразовый одноступенчатый носитель, построенный по схеме II5 (прора ботки РКК «Энергия», КБ «Салют» ГКНПЦ им. М.В. Хруничева);

МКР — одноступенчатый многоразовый космический ракетоплан, построенный по схе ме II4 (проработки ЦНИИмаш, РКК «Энер гия»);

2) горизонтального старта:

ФРЕГАТ — носитель, построенный по схеме I2 II1 (проработка КБ им. Макеева);

МАКС ОС — двухступенчатая многоце левая авиационно космическая система с ор битальным самолетом, построенная по схеме I2 II3 (проработка НПО «Молния»);

МАКС Т — двухступенчатая многоцеле вая авиационно космическая система с транс портным контейнером, построенная по схеме I2 II1 (проработка НПО «Молния»);

МАКС М — двухступенчатая многоцеле вая авиационно космическая система, постро енная по схеме I2 II4 (проработка НПО «Мол ния»);

МИГАКС — двухступенчатая авиацион но космическая система с ГСР, построенная по схеме I2 II6 (проработка МАПО «МиГ» им. Микояна);

ВКС — одноступенчатый воздушно кос мический самолет, построенный по схеме II6 (проработка АНТК им. Туполева).

По результатам проведенных системных и технологических исследований рекомендо ваны для дальнейших проработок и анализа (см. рис. 6.3.6 в центре) два варианта МКТС на базе технологий ближней перспективы (МВРН и МАКС ОС) и два варианта на базе технологий дальней перспективы (МКР и МИГАКС).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Кобелев В.Н., Милованов А.Г., Волхон ский А.Е. Введение в аэрокосмическую техни ку. М.: МГАТУ, 1994.

2.Многоразовый орбитальный корабль «Буран». Под редакцией члена корреспондента

.П. Семенова и докторов технических

Е.Лозино Лозинского, В.Л. Лапыгина

иТимченко. М.: Машиностроение, 1995.

Пономарев А.Н. Пилотируемые косми ческие корабли. Воениздат МО СССР. М.: 1968.

4.Транспортная космическая система // Итоги науки и техники. Ракетостроение. Том 7. Сер. Ракетостроение. М.: АН СССР. Ин т научн. информации (ВИНИТИ), 1976.

5.Транспортная космическая система // Итоги науки и техники. Ракетостроение. Том 8 . Сер. Ракетостроение. М.: АН СССР. Ин т научн. информации (ВИНИТИ). 1978.

6.Труды Первой международной авиакос мической конференции «Человек–земля–кос мос». Москва 28.09–2.10.92 г. М.: 1994, 1995.

7.Шунейко И.И. Крылатые космические корабли // Итоги науки и техники. Ракетострое ние, 1963–1965 гг. Сер. Машиностроение. М.: АН СССР. Ин т науч. информации (ВИНИТИ). 1966.

8.Шатров Я.Т. Исследование проблемы выбора трасс пусков и сокращения зон отчуж дения для перспективных систем выведения с учетом факторов безопасности и экономично сти: дис. … канд. наук. ЦНИИМаш, 1980.

9. Шатров Я.Т., Компаниец Э.П., Куч ма Л.Д., Подолинный А.М. Исследование путей сокращения размеров районов падения отделяю щихся частей ракет. М.: Машиностроение, 1990.

Глава 6.4

РАЗГОННЫЕ БЛОКИ

6.4.1. РАЗГОННЫЕ БЛОКИ ТИПА ДМ

Разгонный блок Д разработан и создан для комплекса Н1 Л3, предназначавшегося для реализации пилотируемой лунной про граммы в СССР. В составе этого комплекса блок Д должен был обеспечивать переход с траектории полета Земля–Луна на орбиту ис кусственного спутника Луны и торможение для перехода лунного посадочного корабля с орбиты ИСЛ на траекторию посадки на Луну перед его прилунением.

Аджян А.П., Аким Э.Л., Алифанов О.М., Андреев А.Н. Ракетно-космическая техника. Машиностроение. Энциклопедия. T. IV-22 В двух книгах. Книга первая

РАЗГОННЫЕ БЛОКИ ТИПА ДМ	777

В 1967 г. блок Д (изделие 11С824) комплекса Н1 Л3 был адап тирован в качестве разгонного блока к РН «Протон». Первоначально он применялся в космическом комплек се Л 1 (рис. 6.4.1), предназначенном

обеспечения облета Луны кораб 7К Л1, позднее применен для с орбиты ИСЗ автоматиче КС к Марсу. Применение блока

Д (изделие 11С824) в составе РН «Протон» началось с успешного пус ка 10.03.67 г. корабля 7К Л1.

В середине 1970 х гг. появилось большое количество задач, решение которых могло обеспечиваться автома тическими КА, находящимися на гео стационарной и других высокоэнерге тических орбитах.

Для решения этих задач на ба зе разгонного блока 11С824 были разработаны новые модификации разгонных блоков, получившие об щее название — разгонные блоки ти па ДМ.

Уникальные функциональные возможности блоков типа ДМ, обес печившие его широкое применение в течение многих лет, в значительной степени были предопределены его «лунной» родословной. Технические решения, которые закладывались при создании каждого элемента пилоти руемого космического комплекса для высадки человека на Луну, предусмат ривали значительные резервы по всем характеристикам, обуславливающим их надежность и в первую очередь безопасность экипажа при многосу точном космическом полете.

Именно эти резервы в сочетании с вне дрением новых технологий позволили повы шать энергетические возможности разгонного блока без снижения его надежности при реа лизации более коротких по времени полета и

количеству	двигателя	программ
выведения.
Основными	особенностями	разгонных

блоков типа ДМ, определяющими их функ циональные возможности, явились:

–применение экологически чистых ком понентов топлива;

–возможность многократного включе ния маршевого двигателя блока в полете в ус

Рис. 6.4.1 Космический комплекс Л 1

ловиях невесомости, позволяющая формиро вать оптимальные схемы выведения КА;

–высокая тяговооруженность орбиталь ного блока, обеспечивающая минимальное время доставки полезных нагрузок на целевые орбиты;

–высокая точность выведения полезных нагрузок на заданные орбиты, которая обеспе чивалась, в том числе, возможностью компен сации ошибок выведения РН «Протон» путем коррекции полетного задания СУ разгонного блока с Земли по радиоканалу;

–возможность передачи ТМИ на Землю

втечение всего полета, в том числе при нахо

Аджян А.П., Аким Э.Л., Алифанов О.М., Андреев А.Н. Ракетно-космическая техника. Машиностроение. Энциклопедия. T. IV-22 В двух книгах. Книга первая

778	Глава 6.4. РАЗГОННЫЕ БЛОКИ

ждении вне зоны видимости НИП — через спутник ретранслятор;

– высокая надежность, подтвержденная большим количеством успешных пусков.

Благодаря этим возможностям разгонно го блока РКК на базе РН «Протон» и различ ных модификаций блоков типа ДМ в течение более тридцати лет является основным средст вом выведения тяжелых полезных нагрузок на высокоэнергетические орбиты.

В общей сложности для решения задач по федеральной программе были созданы шесть модификаций разгонных блоков для РН «Про тон», получившие общее наименование — блоки типа ДМ: 11С824М, 11С86, 11С824Ф, 11С861, 11С861 01 и 17С40 (рис. 6.4.2).

Первая модификация семейства раз гонных блоков типа ДМ (изделие 11С86), предназначенная для выведения полезных нагрузок на геостационарную орбиту с ис пользованием РН «Протон», обеспечивала выведение на эту орбиту массу до 2 т. В дальнейшем за счет облегчения конструк ции и применения синтетического углеводо родного горючего «синтин» на блоках 11С861 и 11С861 01 энергетические возмож ности последовательно повышались, что по зволило увеличить массу полезных нагрузок, выводимых на геостационарную орбиту. В итоге принятые мероприятия позволили блоку 11С861 01 с использованием РН «Протон К» обеспечивать выведение на геостационарную орбиту полезных нагрузок массой до 2,6 т при использовании горюче го «синтин» (рис. 6.4.3).

Располагаемые характеристики блока 11С861 01 с РН «Протон К» позволили на его базе в середине 90 х гг. разработать четы

ре новые модификации разгонных
адаптированных для выведения
ских зарубежных КА — ДМ1, ДМ2,	и

ДМ4. В период 1996–2002 гг. на заданные ор биты было выведено 28 коммерческих полез ных нагрузок.

Приобретенный опыт, полученный при разработке и эксплуатации коммерческих бло ков в составе РН «Протон К», был использо ван при создании еще одной модификации разгонного блока для коммерческого примене ния — ДМ SL. Эта модификация предназна чена для использования в составе РН «Зе нит 3SL», запускаемой с плавучего космодро ма «Морской старт». Ведется разработка блока ДМ SLБ в составе РН «Зенит 3SLБ» для за

пуска полезных нагрузок с космодрома «Бай конур».

Одновременно с созданием коммерче ских модификаций разгонных блоков в РКК «Энергия» завершены работы по созданию но вой модификации разгонного блока 11С861 03, предназначенного для использования в со ставе более мощной РН «Протон М». Энерге тические характеристики блока 11С861 03 повышены за счет большего количества за правляемого топлива. Для этого за счет вста вок был увеличен объем топливных баков для заправки дополнительных четырех тонн топ лива.

Разгонный блок типа ДМ (рис. 6.4.4) со стоит из:

базового модуля; приборного отсека, включающего корпус

приборного отсека с размещенной нем аппа

ратурой бортовых систем и	ходную ферму
крепления приборного отсека;

среднего и нижнего переходных отсеков связи блока с РН и ГО, включающих системы разделения и транзитные, переходные элемен ты электрических и пневмогидравлических коммуникаций.

Базовый модуль состоит из верхнего и нижнего полублоков. Верхний полублок име ет в своем составе бак окислителя, верхний переходный отсек, элементы ПГСП, борто вые элементы системы контроля заправки ба ка окислителя и блок подачи окислителя. Нижний полублок имеет в своем составе бак горючего, маршевый двигатель 11Д58М, эле менты ПГСП, две ДУ СОЗ 11Д79, фермы крепления маршевого двигателя и бака горю чего, донную защиту, аппаратуру СУ и изме рений.

Основным силовым элементом конструк ции разгонного блока является верхний пере ходный отсек базового модуля, по верхнему торцевому шпангоуту которого базовый мо дуль стыкуется со средним переходным отсе ком и фермой крепления приборного отсека. К этому же шпангоуту крепится стеклопласти ковая ферма подвески бака окислителя (бак О). Внешняя поверхность бака О, стерж ни фермы его крепления, входные и выходные магистрали закрыты экранно вакуумной теп лоизоляцией.

К нижнему торцевому шпангоуту верхне го переходного отсека крепится двухконтурная ферма подвески бака горючего и маршевого двигателя. Бак горючего (бак Г) торовой фор

Аджян А.П., Аким Э.Л., Алифанов О.М., Андреев А.Н. Ракетно-космическая техника. Машиностроение. Энциклопедия. T. IV-22 В двух книгах. Книга первая

РАЗГОННЫЕ БЛОКИ ТИПА ДМ	779

Рис. 6.4.2. Модификации разгонных блоков

Аджян А.П., Аким Э.Л., Алифанов О.М., Андреев А.Н. Ракетно-космическая техника. Машиностроение. Энциклопедия. T. IV-22 В двух книгах. Книга первая

780	Глава 6.4. РАЗГОННЫЕ БЛОКИ

Рис. 6.4.3 Совершенствование энергомассовых характеристик блока ДМ в составе РН «Протон»:

— «Протон К», горючее РГ 1; — «Протон К», горючее синтин; — «Протон М» исходная конфигурация РБ 11С861 03 с использованием горючего РГ 1; — «Протон М» при внедрении дополнительных мероприятий по совершенствованию энергетических характеристик

мы размещен в нижней части базового модуля и закреплен на внешнем контуре стержней двухконтурной фермы с дополнительным кре плением по внутреннему контуру.

На нижнем днище бака горючего уста новлены две ДУ СОЗ 11Д79, обеспечивающие ориентацию и стабилизацию блока на участке автономного полета, создание продольной пе регрузки для обеспечения запуска маршевого двигателя.

Разгонный блок включает в свой со став два отделяемых в полете переходных отсека: средний и нижний, стыкуемый с РН. Средний и нижний переходные отсеки являются силовым каркасом РБ, а также обеспечивают защиту от аэродинамического воздействия на участке выведения. После выхода на опорную орбиту по стыку средне го и нижнего переходных отсеков произво дится отделение РБ от РН, при этом нижний переходный отсек остается на РН. Средний переходный отсек сбрасывается после отде ления блока от РН.

Основные технические характеристики РБ типа ДМ

Масса полностью собранного блока, кг . . 3 370 Геометрические характеристики блока:

максимальная длина, мм . . . . . . . . . . . 6 280 диаметр по среднему переходному отсеку, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 700

диаметр по стыку с носителем, мм . .		. . 4 100
Характеристики маршевой двигательной
установки:
индекс двигателя . . . . .	. . . . . . . . .	11Д58М
тяга двигателя в пустоте на
номинальном режиме, Н	. . . . . . . . .	. 83 113
компоненты топлива:
окислитель . . . . . . . .	. . Жидкий кислород
горючее . . . . . . . . . . .	. . Нафтил (синтин)
количество включений	полете . . . . .	. . до 3
Заправляемый запас компонентов
топлива, кг. . . . . . . .	. . . . . . . . . . 14 940
Характеристики ДУ СОЗ:
индекс двигателя . . . . . .	. . . . . . . . .	. 11Д79
тяга двигателей, Н:
по крену и тангажу. . .	. . . . . . . . .	. . . . 49
по рысканию . . . . . . .	. . . . . . . . .	. . . . 98
осевая перегрузка . . . .	. . . . . . . . .	. . 24,5
компоненты топлива:
окислитель . . . . . . . . .	Азотный тетроксид
	ингибированный
горючее . . . . . . . . . . .	. Несимметричный
	диметилгидразин
максимальная масса
заправляемого топлива двух
ДУ СОЗ, кг . . . . . . . . . . .	. . . . . . . .	. . . 114

Всего функционировало 296 блоков, в том числе:

–успешные пуски — 263;

–отказы РБ в полете — 10;