WikiSort.ru - Космос

ПОИСК ПО САЙТУ | о проекте
Блок Д

Семейство разгонных блоков Д — семейство разгонных блоков (верхних ступеней), происходящих от разгонного Блока «Д» — пятой ступени космического ракетного комплекса Н1-Л3, предназначенного для полёта на Луну советских космонавтов. Используют в качестве топлива пару жидкий кислород — керосин, при этом допускается заправка синтином без переделки конструкции[1].

История создания

В составе штатного комплекса блок Д отвечал за перевод связки ЛК-ЛОК с траектории перелёта на окололунную орбиту, за перевод ЛК с окололунной орбиты на посадочную траекторию, а также за коррекции при перелёте (блоки А, Б и В — первые три ступени ракеты Н-1, выводившие комплекс на низкую околоземную орбиту, блок Г разгонял экспедицию к Луне). Поэтому максимальное число запусков двигателя блока Д (он имеет индекс 11Д58, или РД-58 в некоторых источниках) было равно семи, а время жизни блока Д было равно 7 суткам. Для этого кислородный бак имел форму сферы и был снабжён теплоизоляцией. Кроме того, он заправлялся охлаждённым до −200 °C кислородом (температура кипения −183 °C), что позволяло дополнительно уменьшить потери на испарение, и, вдобавок, увеличивало плотность жидкого кислорода, экономя необходимый объём бака. Бак керосина имел тороидальную форму, и был наклонён на 3 градуса, для упрощения конструкции топливозаборника. Тяга двигателя 11Д58 составляла 8,5 тонны.

Применение

В связи с неготовностью ракеты Н-1 было принято решение о программе облёта Луны без высадки с помощью ракеты УР-500К. Для этого был разработан космический корабль 7К-Л1, заимствовавший часть систем с орбитального корабля 7К-ОК, известного, как «Союз». Чтобы придать кораблю необходимую скорость, трёхступенчатая УР-500К была снабжена четвёртой ступенью — блоком Д, заимствованным с ракеты Н-1.

Под названиями «Зонд-5» — «Зонд-8» корабль 7К-Л1 четырежды облетал Луну, но без космонавтов («Зонд-4» был запущен в противоположную от Луны сторону на высокоэллиптическую орбиту с высотой апогея около 330 000 км).

Ракета УР-500К, получившая имя «Протон», вместе с блоком Д и дальше использовалась для запуска лунных станций Луна-15…Луна-24, и межпланетных станций Венера-9…Венера-16, Марс-2…Марс-7, Вега и Фобос. В 1974 году начались полёты и на геостационарную орбиту для вывода спутников связи «Горизонт», «Радуга», «Экран».

Требования, предъявлявшиеся к блоку Д в составе лунного комплекса, не вполне соответствовали тому, что было нужно для АМС и спутников связи. В результате была предпринята модификация, направленная на повышение грузоподъёмности и снижения стоимости блока Д. Модифицированный разгонный блок, названный ДМ, имел время активного существования всего 9 часов, и количество запусков двигателя было ограничено тремя. Это позволило избавиться от теплоизоляции на баке кислорода, и части блоков системы обеспечения запуска СОЗ.

В связи с различными требованиями, предъявляемыми разнообразными полезными нагрузками, были разработаны и другие модификации — ДМ-2, ДМ-3. Для работы в составе комплекса Зенит-3SL была разработана модификация ДМ-SL. Кроме керосина, блок ДМ может использовать в качестве горючего синтетический углеводород синтин, что увеличивает удельный импульс его двигателя с 358 до 361 единицы.

Использование блока ДМ на ракете «Протон» подходит к концу — он заменяется блоком Бриз-М, но в программе Морской старт блок ДМ-SL (а в программе «Наземный старт» используется ДМ-SLB) будет использоваться и дальше. Это связано с тем, что Бриз-М использует те же компоненты топлива, что и ракета «Протон», а Блок ДМ, наоборот, соответствует ракете «Зенит». Интересно, однако, что для выведения спутников ГЛОНАСС-М (Ураган-М) на круговые орбиты высотой около 20000 км блок ДМ обеспечивает более высокую точность выведения, чем Бриз-М, и поэтому его использование на ракете «Протон-М» прекратится, видимо, только после окончательной замены спутников «Ураган-М» (ГЛОНАСС-М) на новые негерметичные аппараты ГЛОНАСС-К, лётные испытания которых начались в феврале 2011 года. Тем не менее, 5 декабря 2010 был осуществлён первый запуск новой модификации блока ДМ (11С861-03) с увеличенной заправкой и большей грузоподъёмностью. Блок ДМ-03 был использован для запуска тройки спутников ГЛОНАСС-М, при этом вывод на орбиту завершился неудачно[2].

Отношение к выводу из эксплуатации блока ДМ несколько изменилось после аварий РБ «Бриз-М» в 2006 году при запуске «Арабсат-4А» и в 2008 году при запуске АМС-14, и, возможно, блок ДМ останется в эксплуатации для подстраховки и как опция для коммерческих заказчиков.

Разгонный блок ДМ-SL установил 19 августа 2012 года рекорд по точности выведения при запуске. В настоящее время (на 20 августа 2012) является единственным блоком семейства Д разрешенным к применению.[3]

Модификации

Блок Д (11С824)

Прототипом данного блока, является блок Д, разработанный ОКБ-1, в качестве пятой ступени комплекса Н1-Л3, части советской лунно-посадочной пилотируемой программы и межпланетных станций Венера-9…Венера-16, Марс-2…Марс-7, Вега и Фобос. В этом варианте модификации блок Д не имел собственной системы управления, управление осуществлялось из СУ космического аппарата.

На блоке «Д» комплекса Л3 устанавливался двигатель 11Д58 разработки ОКБ-1. Двигатель 11Д58, выполненный по замкнутой схеме, впервые должен был обеспечивать многократный запуск в условиях космического пространства и невесомости с помощью раскрутки бустерного бакового турбонасосного агрегата окислителя сжатым газом из автономной газобаллонной секции пневмогидросистемы пуска блока «Д». В процессе пневмозапуска насос окислителя создавал значительный напор (около 10 кг/см2), что обеспечивало надёжное заполнение неохлажденного тракта окислителя жидким кислородом и начальный уровень расхода газогенераторного газа через турбину основного ТНА, необходимые для выхода двигателя на нормальный режим. Такая схема обеспечивала минимальные потери кислорода на захолаживание ДУ. Для уменьшения теплового притока к окислителю (переохлажденный кислород с температурой до −193°С) была принята сферическая форма бака окислителя с экранно-вакуумной теплоизоляцией, а все соединения выполнены с помощью тепловых мостов. Бак горючего, внутри которого располагался двигатель, имел форму тора. На блоке впервые были применены технические решения, которые впоследствии стали классическими в ракетной технике (например, использование баковых преднасосов, входящих в состав двигателя, и хранение гелия в баллонах, погруженных в жидкий кислород, и др.)[4]

Блок Д (11С86)

Двигатель 11Д58М

Модификация блока «Д», разработанная для выведения на геостационарную орбиту спутников связи и телевидения, разработки КБ ПМ (Главный конструктор М. Ф. Решетнёв).

Спутники связи не имели аппаратуры управления ракетным блоком, поэтому блок «Д» был оснащен самостоятельной системой управления, расположенной в герметичном приборном отсеке тороидальной формы, в котором также размещалась аппаратура телеметрии и командной радиолинии. Приборный отсек был установлен на специальной ферме над баком окислителя и имел систему терморегулирования. На блоке «Д» был установлен двигатель 11Д58М, разработанный в НПО «Энергия» под руководством Б. А. Соколова. Данный двигатель серийно изготавливается на Воронежском механическом заводе.

Модифицированный разгонный блок имел время активного существования 9 часов, и количество запусков двигателя было ограничено тремя. В настоящее время[когда?] используются разгонные блоки моделей ДМ-2, ДМ-2М и ДМ-03 производства РКК «Энергия», у которых количество включений было увеличено до 5[5][6].

Разработка

Разработка блока «ДМ» началась в 1969 году. Блок этой модификации с 3 августа 1973 г.[7] по 30 июля 1975 г. прошёл шесть огневых испытаний, в процессе которых блок заправлялся по два-три раза, а двигатель включался по 4-5 раз. Эксплуатируется с РН «Протон» с 1974 г.

Характеристики:

  • Сухая масса разгонного блок «ДМ» — 3420 кг,
  • Масса отделяемых в полёте элементов — 1090 кг;
  • Масса КА, выводимых на ГСО, — до 2600 кг;
  • Заправляемый запас компонентов топлива — 15050 кг;
  • Длина — 6280 мм
  • Ширина (диаметр) — 3700-4100 мм[8]
  • Тяга двигателя 11Д58М в пустоте — 8550 кгс
  • Удельная тяга (в пустоте) — 361 с

Блок «ДМ» состоит из: маршевого двигателя; двух двигательных установок стабилизации и ориентации; сферического бака окислителя; тороидального бака горючего; приборного отсека; аппаратуры командно-измерительного комплекса; отделяемых в полете нижнего и среднего переходников. Подтвержденная надежность двигателя 0,997 при доверительном уровне 0,9. Каждый двигатель проходит контрольные испытания без переборки с использованием прогрессивных средств диагностирования технического состояния.

Коммерческие блоки на базе ДМ 11С861-01

Разработка коммерческих блоков на базе блока ДМ 11С861-01началась в 1993 году. Коммерческие блоки получили обозначение в виде двух исходных букв ДМ и номера модификации, связанных с необходимостью доработки под конкретную иностранную коммерческую нагрузку В конструкторской документации этот номер пишется сразу после букв ДМ без пробела, в отличие от официальных названий блоков 11С861-01, принятых военно-космическими силами (ВКС). В официальных названиях исходные буквы и номер модификации пишутся через дефис (Д-2, ДМ-2, ДМ-2М). Существование двух систем похожих обозначений породило немало путаницы.

Сначала каждый РБ проектировался под конкретную полезную нагрузку. Это объяснялось небольшим количеством контрактов на коммерческие запуски с помощью РН «Протон-К», ограниченных квотой в пять пусков. В порядке заключения контрактов блоки получили обозначения: для КА Inmarsat 3 — ДМ1, для трёх пусков КА Iridium — ДМ2, для КА Astra IF — ДМ3 и для КА Tempo FM1 — ДМ4. В связи с тем, что крепление семи КА Indium требовало установки диспенсера большого диаметра, в качестве прототипа блока ДМ2 был взят не 11С861-01, а ещё не использовавшийся тогда РБ 17С40. На этом блоке верхняя силовая ферма, на которой крепится адаптер системы разделения, имеет больший диаметр, чем на блоках серии 11С861.

ДМ-2 (11С861)

Блок ДМ-2 использует однокамерный двигатель 11Д58M на компонентах топлива жидкий кислород - керосин. Первый запуск блока ДМ-2 состоялся 12 октября 1982 года, когда на близкую к круговой орбиту были выведены два первых спутника серии «Ураган» и габаритно-весовой макет третьего спутника.[9]

ДМ-2М (ДМ-2-01, 11С861-01)

Блок ДМ-2М имеет повышенные энергетические характеристики и использует двигатель 11Д58С. Эта модификация ДУ в качестве горючего использует синтетический керосин (синтин). Новая модификация блока 11С861-01 впервые использовалась 20 января 1994 года. Этот блок отличается от своего предшественника уменьшением в некоторых местах числа слоев теплоизоляционного покрытия, изменениями в системе управления и пр. За счет этого масса блока снизилась на 120 кг. Массу же выводимых на стационарную орбиту аппаратов удалось поднять до 2500 кг. Разгонный блок 11С861-01 использовался для выведения российских спутников «Экспресс». Разгонный блок ДМ2 успешно вывел международную астрофизическую обсерваторию «Интеграл».

14С48

14С48 — модернизированный вариант разгонного блока 11С861-03 с двигателем 11Д58М, который создавался в рамках ОКР «Двина-ДМ» по заказу Роскосмоса для РН «Протон-М» с последующей адаптацией его к «Ангаре-А5» и другим перспективным РН тяжелого класса[10]. Но поскольку эксплуатация «Протонов» должна завершиться в 2026 году, работы по ОКР «Двина-ДМ» были прекращены, и дальнейшая модернизация разгонного блока проводится уже в рамках ОКР «Персей-КВ» только для РН «Ангара-А5». Так, ОКР «Персей-КВ» предполагает создание комплекса разгонного блока для «Ангары-А5» на космодроме Плесецк. В перспективе, согласно Федеральной космической программы России на 2016-2025 годы, аналогичный комплекс (ОКР «Орион») будет строиться на космодроме Восточный.

При создании базового модуля разгонного блока 14С48 были использованы наработки с РБ 11С861-03, 452ГК и 314ГК.А18. Так, в новом «разгоннике» увеличены топливные баки, изменилась пневмогидросистема. Предполагается его дальнейшая модернизация с использованием нового маршевого двигателя 11Д58МФ[11] с улучшенными энергетическими характеристиками. Его отработкой изначально занимался ОАО «Красмаш», но впоследствии производство было передано Воронежскому механическому заводу. Когда он будет готов, на базе 14С48 будет создан перспективный разгонный блок 14С49.

В начале декабря 2018 года «Красмаш» отгрузил первый летный образец 14С48[12]. В 20-х числах декабря в РКК "Энергия", которая является разработчиком 14С48, с завода "Красмаш" был доставлен базовый модуль первого разгонного блока. В 2019 году в ЦНИИмаш намечаются вибропрочностные испытания макета нового разгонного блока. В течение 2019 года году специалистам РКК "Энергия" предстоит дооборудовать и испытать РБ 14С48 перед предстоящим в четвертом квартале 2019 года использованием в ходе второго пуска ракеты "Ангара-А5[13].

14С49

14С49 — модернизированный вариант разгонного блока 14С48 с двигателем 11Д58МФ для использования в пусках "Ангары-А5" (не ранее третьего пуска в рамках летно-конструкторских испытаний данной РКН).

ДМ3

ДМ3 — коммерческий вариант блока ДМ, изначально предназначавшийся для вывода КА типа Astra IF. Разгонным блоком ДМ-3 было успешно выведено множество иностранных коммерческих спутников. 25 декабря 1997 года КА Asiasat-3 не был выведен на заданную орбиту из-за неисправности РБ.

ДМ4

ДМ-4 — коммерческий вариант блока ДМ, изначально предназначавшийся для вывода КА типа Tempo FM1.

ДМ-5

Модификация блока ДМ, разработанная для выведения на орбиту тяжёлых космических аппаратов серии Аракс.

ДМ-SL

ДМ-SL — модификация блока ДМ, предназначавшаяся в качестве разгонного блока РН «Зенит-3SL», которая используется для запусков по проекту Sea Launch. Считается одним из самых «точных» разгонных блоков.

Блок ДМ-SL создан на основе РБ 315ГК, разработанного в РКК «Энергия» в 1980-х годах для РН «Зенит-3». Первый лётный блок ДМ-SL успешно выполнил свою задачу во время демонстрационного запуска РН «Зенит-3SL». Блоки ДМ-SL выпускаются с 1997 года параллельно с РБ ДМ3. В будущем невостребованные блоки серии ДМ3 тоже могут быть переделаны в РБ ДМ-SL.[14]

Характеристики:

  • Масса конструкции полностью собранного блока, т — 3,5
  • Заправляемый запас топлива, т — 15,1
  • Тяга маршевого двигателя 11Д58М в вакууме, тс — 8,0
  • Количество включений маршевого двигателя — до 5
  • Масса ПГ, выводимого на ГСО, т — 2,5[15]

ДМ-SLБ

ДМ-SLБ — модификация ДМ-SL, переработанная специально для РН «Зенит-3SLБ», используемой для запусков с космодрома Байконур по проекту «Наземный старт». Впервые был использован при запуске спутника «Амос-3» в 2008 году.

Характеристики:[16]

  • Масса конструкции полностью собранного блока, т — 3,22
  • Заправляемый запас топлива, т — 14,58
  • Тяга маршевого двигателя в вакууме, тс — 8,103
  • Количество включений маршевого двигателя — до 3

Характеристики

Характеристики разгонных блоков семейства «Д»
Название Индекс ГУКОС Масса РБ Топливо Запас топлива, т Маршевый двигатель Тяга в вакууме, тс Кол-во включений двигателя Масса ПГ на ГСО, т Начало эксплуатации
на Земле в космосе Протон-К Протон-М (3-го этапа) Зенит-2S
ДМ-2[5][17] 11С861 3,2 2,3 керосин + жидкий кислород 15,1 11Д58М 8,5 до 5 2,4 1982
ДМ-2М[18][6] 11С861-01 2,2 керосин + жидкий кислород 15,1 11Д58С 8,5 до 5 2,5 1994
ДМ-03[19] 11С861-03 3,245 2,35 керосин + жидкий кислород 18,7 11Д58М 8,5 до 5 2,95 3,44 2007
ДМ-SL[15] 3,5 керосин + жидкий кислород 15,1 8,0 до 5 2,5
ДМ-SLБ 3,22 керосин + жидкий кислород 15,58 8,103 до 3 2008

Примечания

  1. ↑ Российский разгонный блок ДМ-03. Досье. ТАСС (14 сентября 2015). Проверено 30 марта 2016.
  2. ↑ Прогресс: Спутники ГЛОНАСС-М упали в Тихий океан // Lenta.ru, 5 мая 2012
  3. ↑ «Морской старт» поставил рекорд точности выведения спутника на орбиту - ПОЛИТ.РУ
  4. ↑ Гудилин В. Е., Слабкий Л. И. Разгонные блоки. Ядерные энергетические установки космических аппаратов. Ядерные ракетные двигатели. // Ракетно-космические системы (История. Развитие. Перспективы). — М., 1996. — 326 с.
  5. 1 2 РАЗГОННЫЕ БЛОКИ ДМ, ДМ-SL. РКК "Энергия" им С.П. Королева. Проверено 4 октября 2011. Архивировано 24 января 2012 года.
  6. 1 2 Россия. Новый разгонный блок ДМ-2М. Новости Космонавтики, №23/1994г.. Проверено 5 октября 2011. Архивировано 24 января 2012 года.
  7. ↑ http://www.mashin.ru/files/pol_11_1_60.pdf#5
  8. ↑ Ракета-носитель «Протон»
  9. ↑ НК 23-1994-2
  10. ↑ В России создают новый разгонный блок для Ангары-А5 и тяжелых ракет. Техносфера (13.07.2018).
  11. ↑ Вторую тяжелую ракету "Ангара А5" с новым разгонным блоком запустят в декабре 2019 года. Интерфакс (13.11.2018).
  12. ↑ Очередная тяжелая Ангара-А5 получит новый разгонный блок. Техносфера (28.12.2018).
  13. ↑ Стартовый стол для "Ангары" в Плесецке дооборудуют, сообщил источник. РИА Новости (31.12.2018).
  14. ↑ Персональный сайт — Разгонный блок ДМ-2
  15. 1 2 РКК «ЭНЕРГИЯ» — СРЕДСТВА ВЫВЕДЕНИЯ
  16. ↑ Center for Operation of Space Ground-Based Infrastructure - DM-SLB Upper Stages
  17. ↑ Block DM-2 11S861 (англ.). astronautix.com. Проверено 5 октября 2011. Архивировано 24 января 2012 года.
  18. ↑ Block DM-2M 11S861-01 (англ.). astronautix.com. Проверено 5 октября 2011. Архивировано 24 января 2012 года.
  19. ↑ Семейство разгонных блоков ДМ. Форум журнала «Новости космонавтики». Проверено 4 октября 2011. Архивировано 24 января 2012 года.

Ссылки

Литература

Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".

Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.

Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .



Текст в блоке "Читать" взят с сайта "Википедия" и доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия.

Другой контент может иметь иную лицензию. Перед использованием материалов сайта WikiSort.ru внимательно изучите правила лицензирования конкретных элементов наполнения сайта.

2019-2024
WikiSort.ru - проект по пересортировке и дополнению контента Википедии