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

РБ ТИПА «ФРЕГАТ»	785

количество включений в полете . . . . . . . до 8 двигатели малой тяги:

тяга, кН (кгс), количество. . . . . 0,392 (40)/4 и 0,0133 (1,36)/12

Продолжительность выведения до отделения КА, ч . . . . . . . . . . . . . . . . . до 10

6.4.3. РАЗГОННЫЕ БЛОКИ ТИПА «ФРЕГАТ»

В 1991 г. НПО им. С.А. Лавочкина по тех ническому заданию Российского космического агентства РФ и МО РФ приступило к созданию универсального РБ «Фрегат» для модернизи руемых РН типа Р 7А. Одновременно было по казано, что разрабатываемый РБ может быть использован не только в составе РН типа Р 7А, но и составе типа РН «Зенит» и «Протон», при чем использование блока на названных РН по зволит существенно увеличить массы выводи мых КА и расширить круг задач, решаемых

средствами выведения.
В целях сокращения сроков	стоимости
создания РБ «Фрегат» в условиях	огра

ниченного финансирования, а также обеспе чения высокой надежности блока с самого на чала его летной эксплуатации в составе РБ бы ли использованы уже существующие блоки и агрегаты, которые, как правило, прошли лет ные испытания в составе КА, РБ и боевых РК.

В создании РБ «Фрегат» приняли уча стие КБ химического машиностроения им. А.М. Исаева (маршевый двигатель и дви гатели малой тяги), Научно производствен ный центр автоматического приборостроения им. акад. Н.А. Пилюгина (СУ), Ижевский ра диозавод (телеметрическая система), Россий ский научно исследовательский институт кос мического приборостроения (системы радио

контроля орбиты),	«Орион ХИТ (хими
ческие батареи),	«Вымпел» (технический

комплекс на космодроме).

РБ «Фрегат» обеспечивает решение сле дующих задач:

–перевод одного или нескольких КА с опорной орбиты на рабочую или на отлетную траекторию;

–разведение КА по рабочим орбитам в случае группового запуска;

–перевод головного блока в составе РБ

КА с незамкнутой траектории на опорную орбиту (операция довыведение);

–стабилизация головного блока на пас сивных и активных участках полета;

–формирование и выдача команд на сброс головного обтекателя, отделение голов ного блока от РН, отделение КА;

–построение необходимой ориентации на пассивных участках полета и перед отделе нием КА, а также, в случае необходимости, закрутку КА;

–увод РБ с орбиты выведения КА.

ДУ многократного запуска позволяет блоку реализовывать различные выведение КА опти мальным образом, а также разведение КА по ра бочим орбитам в случае их группового запуска.

Автономная СУ разгонным блоком реша ет навигационные задачи, начиная со старта РН, что обеспечивает высокую точность выве дения КА на рабочие орбиты, практически не зависимо от точности выведения РН. В борто вом компьютере заложены алгоритмы управ ления, позволяющие РБ преодолевать ряд воз можных нештатных ситуаций, которые могут возникнуть в процессе полета.

Наличие ДУ ориентации, стабилизации и обеспечения запуска позволяет сохранять тре буемую ориентацию КА перед отделением от РБ, а также на пассивных участках, что имеет важное значение для поддержания теплового режима КА в процессе выведения.

Для увеличения массы заправляемого то плива на РБ могут устанавливаться дополни тельные топливные емкости.

Основные характеристики РБ «Фрегат»

Конечная масса, кг . . . . . . . . . . . . 910/935/960 Габаритные размеры, мм:

высота. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1550 диаметр (описанный) . . . . . . . . . . . . . . 3350

Максимальный статический момент на верхний стык РБ, т м . . . . . . . . . . . . . 15,7

Маршевая двигательная установка

Компоненты топлива:

окислитель . . . . . . . . . . азотный тетраоксид горючее . . . . . . . . . . . . . . несимметричный диметилгидразин

Рабочий запас топлива, максимальный, кг . . . . . . . . . . 5300/5650/6350

Тяга маршевого двигателя, кН. . . . . . . . . 419,6 Удельный импульс двигателя, с . . . . . . . . . 331 Максимальное число включений двигателя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

ДУ стабилизации, ориентации и обеспечения запуска

Топливо . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Гидразин Рабочий запас топлива, максимальный, кг. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

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

786	Глава 6.4. РАЗГОННЫЕ БЛОКИ

Количество двигателей . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Тяга двигателей, Н . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Удельный импульс двигателей, с . . . . . . . . 225

Конструктивную основу РБ «Фрегат» со ставляет блок баков маршевой ДУ, состоя щий из шести сваренных между собой сфери ческих обечаек одинакового диаметра. Четы ре сферы используются в качестве топливных баков, два бака горючего и два бака окисли теля, две сферы — в качестве приборных кон тейнеров: один герметичный, в котором рас положена СУ, второй негерметичный. Через топливные баки проходит по одной, а через приборные контейнеры по две силовые штан ги, которые играют роль переходной фермы от РН к КА. Баки окислителя и горючего раз делены между собой триметаллическими пе регородками (рис. 6.4.8).

Снаружи поверхность РБ, за исключени ем крышек приборных контейнеров, закрыта экранно вакуумной теплоизоляцией. Крышки приборных контейнеров одновременно явля ются радиаторами излучателями.

Для управления РБ по каналам курса и тангажа на активных участках работы марше вый двигатель установлен в механизме плос

копараллельного перемещения, который при водится в действие электрогидравлическими рулевыми машинами. Управление блоком по каналу крена на активных участках обеспечи вается четырьмя двигателями системы ориен тации, стабилизации и обеспечения запуска по моментной схеме.

В составе ДУ СОЗ применены топлив ные баки с эластичными разделителями. За 1 мин до включения маршевого двигателя включаются четыре двигателя ДУ СОЗ, обес печивая блоку продольную перегрузку, за счет которой происходит сепарация жидко сти и газа в топливных баках маршевой ДУ. После этого происходит запуск маршевого двигателя.

Отличительные особенности «Фре гат»: наличие СУ, которая обеспечивает реше ние автономной задачи навигации, начиная непосредственно со старта РН; РБ заправляет ся компонентами топлива на заправочной станции до его установки на РН — позволяет использовать его практически на любых отече ственных и зарубежных РН, исключая дорого стоящую доработку как самих РН, так и их стартовых комплексов.

Рис. 6.4.8. Внешний вид РБ «ФРЕГАТ»:

1 — связка двигателей малой тяги; 2 — бак с гидразином; 3 — приборный отсек СУ; 4 — антенна те леметрической системы; 5 — дополнительные емкости; 6 — баки маршевой ДУ; 7 — аппаратура СУ радирсистемы телеметрии; 8 — химические батареи

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

РБ ТИПА «ФРЕГАТ»	787

В период 2000–2006 гг. РБ «Фрегат» совер шил 10 запусков в составе РН типа «Союз». Вы ведены КА «Кластер 2» (4 аппарата), «Марс Экс пресс», «Амос 2», «Гэлакси 14», «Венера Экс пресс», «GIOVE» («GSTB V2/A») и «МетОп» (MetOp). В этих запусках «Фрегат» показал не только абсолютную надежность: все запуски бы ли успешными, но и способность преодолевать в процессе полета нештатные ситуации, как это было при запуске второй пары «Кластеров».

Краткие сведения о проведенных запус ках РБ «Фрегат» приведены в табл. 6.4.1.

Массы полезного груза, выводимого РБ «Фрегат» в составе РН «Союз 2» (этапа 1б) на различные орбиты, приведены в табл. 6.4.2.

На базе РБ «Фрегат» создаются РБ «Фре гат СБ» и «Фрегат СБУ», которые представля ют собой РБ «Фрегат», дополненный сбрасы ваемым блоком баков.

Масса рабочего топлива, заправляемого в сбрасываемый блок баков для РБ «Фрегат СБ» (рис. 6.4.9) и «Фрегат СБУ», равна соответст венно 3125 и 4600 кг.

Сбрасываемый блок баков представляет собой торообразную конструкцию, состоя щую из двух баков горючего и двух баков окислителя.

Массы полезного груза, выводимого РБ «Фрегат СБ» на различные орбиты, приведены в табл. 6.4.3.

6.4.1. Краткие сведения о проведенных запусках РБ «Фрегат»

Дата запуска	КА			Орбита выведения
09.02.2000	«Демонстратор»			Круговая высотой 600 км, i 64,9 .
				Орбита входа в атмосферу Земли.
				Торможение до скорости 5,5 км/с
20.03.2000 г.	«Думсат»			Эллиптическая (H 4 18 000км, i 64,9 )
16.07.2000 г.	«Кластер 2» (2 КА)			Эллиптическая (H 4 18 000км, i 64,9 ) с последую
				щим затоплением РБ «Фрегат» в океане
08.2000 г.	«Кластер 2» (2 КА)			Эллиптическая (H 4 18 000км, i 64,9 ) с последую
				щим затоплением РБ «Фрегат» в океане
06.2003 г.	«Марс Экспресс»			Траектория полета к Марсу
28.12.2003 г.	«Амос 2»			Геопереходная (VКА ГПО[ГСО 1500 м/с)
14.08.2005 г.	«Гэлакси 14»			Супергеопереходная (Н 4 66 000 км, i 49,3 )
09.11.2005 г.	«Венера Экспресс»			Траектория полета к Венере
28.12.2005 г.	«GSTB V2/A» («GIOVE»)			Круговая (Н 4 23 230 км, i 56,0 ) с последующим уво
				дом РБ на более высокую околокруговую орбиту
19.10.2006 г.	«МетОп» (MetOp)			Круговая солнечно синхронная орбита
6.4.2. Массы полезного груза, выводимого РБ «Фрегат» в составе РН «Союз 2» (этапа 1б),
	«Протон М» и «Ангара 5» на различные орбиты
Орбита				Масса полезного груза, кг
Геостационарная			750/550 Байконур/Плесецк
Высокоэллиптическая			2600/2500 Байконур/Плесецк
Высокая круговая			1650/1650 Байконур/Плесецк
Геопереходная			1950/3100 Байконур/Куру
			«Протон М»		«Ангара 5»
Геостационарная			в составе двухступенчатого РБ (блок ДМ «Фрегат»)
			3500 Байконур		4700/3900 Байконур/Плесецк

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

788	Глава 6.4. РАЗГОННЫЕ БЛОКИ

Рис. 6.4.9. Внешний вид РБ «ФРЕГАТ СБ»

6.4.3. Массы полезного груза, выводимого РБ «Фрегат СБ» на различные орбиты

РКН		Орбиты
	Геопереходная		Геостационарная
«Союз 2»	–		900/750/1500 Байконур/Плесецк/Куру
«Союз 2 3»	2750/2250 Байконур/Плесецк		1600/1300/2700 Байконур/Плесецк/Куру
«Зенит 2SБ»	4000…4500 Байконур		2100 Байконур
«Ангара А3»	3900/3150 Байконур/Плесецк		2100/1700 Байконур/Плесецк