Статья опубликована в рамках: L Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 28 февраля 2017 г.)
Наука: Технические науки
Секция: Космос, Авиация
Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции
дипломов
СОЗДАНИЕ РАКЕТ-НОСИТЕЛЕЙ ЛЕГКОГО И ТЯЖЕЛОГО КЛАССА НА БАЗЕ РН «ЗЕНИТ». ЧАСТЬ 2. РН ЛЕГКОГО КЛАССА
Данная работа является продолжением работы [3]. В статье рассматриваются различные варианты компоновки ракето-носителя (РН) лёгкого класса на базе РН «Зенит», возможные варианты формирования наземной инфраструктуры ракетно-космического комплекса.
РН легкого класса
Ракета космического назначения (РКН) легкого класса может быть создана на базе жидкостного ускорителя РКН тяжелого класса.
РКН создается по двухступенчатой схеме с использованием существующих либо создающихся ракетных блоков.
В качестве второй ступени могут использоваться:
- третья ступень РН «Союз», изготавливающаяся самарским ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс»
- разгонный блок ДМ-SLБ, изготавливающаяся РКК «Энергия»
- третья ступень РН «Циклон - 4»
- ступень новой разработки
В зависимости от выбранного варианта жидкостного ускорителя и конфигурации второй ступени характеристики легких РКН находятся в диапазоне (таблица 1)
Таблица 1
Тактико-технические характеристики РН
|
Стартовая масса РКН, т |
88-160 |
|
В т.ч топливо |
|
|
1 ступень |
70-115 |
|
2 ступень |
11-23 |
|
Компоненты топлива |
|
|
1 ступень |
Кислород + керосин |
|
2 ступень |
Кислород + керосин |
|
2 ступень на базе ступени «Циклон - 4» |
АТ + НДМГ |
|
Число ступеней |
2 |
|
Максимальная продольная перегрузка |
6 |
|
Масса выводимого полезного груза |
|
|
Hкр=200 км, i=51.4° |
1,0 – 4,0 |
|
Hкр=700 км, i=98.8° |
0,4 – 2,7 |
Районы падения
Для РКН с подвесными баками может быть использован штатный район падения первой ступени РН «Зенит» либо район с дальностью 1048 км (существующий).
Для РКН с жидкостными ускорителями в зависимости от выбранного варианта ускорителя требуемая дальность района падения первой ступени РКН находится в интервале 1100-1300 км от точки старта (масса полезного груза при этом составит 6,1 т на стандартную ПГСО) (рисунок 2).
На данной дальности районы падения в настоящее время отсутствуют. Желательно обеспечить создание данного района. В случае невозможности открытия нового района на указанной дальности возможно использование для падения перовой ступени района с дальностью 1048 км либо дальностью 1530 км (для самого мощного варианта жидкостного ускорителя). Однако в этом случае масса полезного груза РКН на ПГСО не превышает 5,1 т.
Рисунок 2. Районы падения
Стартовый и технический комплекс РКН
Для РКН тяжелого и легкого класса стартовый комплекс может быть создан на месте правой (разрушенной) ПУ космического ракетного комплекса (КРК) «Зенит - М» (площадка 45), или на базе универсального комплекса «Стенд-Старт» (УКСС) (площадка 250) комплекса «Энергия-Буран».
Технический комплекс РКН зенит создается либо на базе ТК КРК «Зенит-М», либо на базе восстановленного монтажно-испытательного корпуса «РН Энергия» (площадка 112)
Стартовый и технический комплекс для РКН легкого класса могут быть созданы на базе КРК «Циклон-2» (площадка 90) либо на базе СК и ТК тяжелой РКН
Разработка КРК и РКН
РКН тяжелого и легкого классов – ГП «КБ «Южное» (Украина)
Блоки ускорителей первой ступени РКН тяжелого класса первая ступень РКН лёгкого класса – ГП «КБ «Южное» с участием специалистов и возможным участием российских предприятий.
Стартовый и технический комплекс, создаваемый на базе УКСС и технической позиции РН «Энергия» - КБОМ (Россия) с участием специалистов Казахстана.
Стартовый и технический комплекс, создаваемые на базе стартового и технического комплексов РН «Зенит» и «Циклон» - КБТМ (Россия) с участием специалистов Казахстана.
Производственная база
Производство центрального блока первой ступени и второй ступени РН тяжёлого класса предполагается осуществлять на Южном машиностроительном заводе с использованием производственных мощностей, используемых для изготовления РН «Зенит».
Предлагается рассмотреть возможность производства блоков ускорителей первой ступени РН тяжелого класса и первой ступени РН легкого класса на мощностях Петропавловского завода тяжелого машиностроения.
Производство двигателей для жидкостных ускорителей может быть организовано на ЮМЗ или СНТК им. Н. Кузнецова (Россия) для НК-33.
Производство жидкостных ускорителей (первых ступеней РН легкого класса) может быть организованно на ЮМЗ ил ПЗТМ.
Производство вторых ступеней РН легкого класса в зависимости от выбранной конструкции ступени может быть организовано на ЮМЗ, РККЭ или ГНПРКЦ «ЦСКБ - Прогресс».
В работе был рассмотрен РН легкого класса, и необходимая для РН легкого и тяжелого класса наземная инфраструктура. Анализ проекта показал целесообразность модернизации РКН в одной из предложенных конструктивно-компоновочных схем. Проектирование РН тяжелого и легкого класса является выполнимой задачей, при минимальных затратах и изменениях в ракета-космическом комплексе «Зенит». Данный РН может стать экологически безопасной и технологически более совершенной заменой нынешнему РН тяжелого класса «Протон-М», с варьируемой в широком диапазоне полезной нагрузкой.
Список литературы:
- Алемасов В.Е. Теория ракетных двигателей: учеб. для вузов. – М.: Машиностроение, 1980.
- Сейдагалиев М. К., Илюшенко Н. А. Проект ракеты-носителя «Феникс» с четырьмя ускорителями типа универсальный ракетный модуль - 1 // Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. XLIVмеждунар. студ. науч.-практ. конф.
- Сейдагалиев М.К., Илюшенко Н.А. Создание ракет-носителей легкого и тяжелого класса на базе РН «Зенит». Часть 1, РН тяжелого класса // Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. XLIX междунар. студ. науч.-практ. конф. № 1(48).
дипломов
Оставить комментарий