Ракета носій «Енергія».
Ракета-носій "Енергія" (закордонне позначення SL-17) виконана за двоступеневою системою "пакет" з поздовжньою компонуванням чотирьох блоків першого ступеня навколо центрального блоку другого ступеня і асиметричним розташуванням корисного вантажу. Стартова маса ракети може досягати 2400 тонн. Вона дозволяє виводити на навколоземні орбіти корисне навантаження понад 100 тонн як у вигляді багаторазового орбітального корабля, так і у вигляді самостійних великогабаритних космічних апаратів.
Перший ступінь ракети.
Другий ступінь ракети.
Двигуни другого ступеня.
В якості третьої ступені можуть використовуватися і спеціальні розгінні ракетні блоки зі своєю системою управління, що несуть корисну навантаження. За такою схемою можуть вирішуватися завдання, пов'язані з виведенням космічних апаратів на геостаціонарну орбіту, на траєкторії польоту до Місяця і планет. Маси об'єктів, що виводяться на стаціонарну орбіту, складуть близько 18 тонн, а розганяються на траєкторії польоту до Місяця - 32 тонни, Марса і Венери - до 28 тонн.
Перший ступінь ракети.
Перший ступінь ракети-носія "Енергія" складається з чотирьох бічних блоків А, кожен з яких є доопрацьованим варіантом першого ступеня ракети-носія "Зеніт" (див. Нижче) На малюнку зліва добре видно блоки А першого ступеня.
Бічні блоки конструктивно об'єднані попарно в пара блоки (на малюнку праворуч); кожен пара блок відокремлюється від ракети-носія як єдине ціле. потім через кілька секунд кожен пара блок поділяється на окремі блоки (самий правий малюнок), які рятує окремо.
Основні характеристики блоків першого ступеня.
Габаритні розміри, м:
Сумарний запас палива, т. 1220-1240
Загальна маса блоків при відділенні, т. 218-250
Уніфіковані для перших ступенів ракет-носіїв нового покоління, включаючи «Енергію» двигуни РД-170 побудовані за найбільш економічної - замкнутою схемою, при якій відпрацьований в турбіні газ дожигается в основній камері згоряння, і володіють рекордними характеристиками по тязі і питомому імпульсу в своєму класі . Вони забезпечені надпотужними (понад 250 тисяч кінських сил) турбонасосного агрегатами.
Створення двигуна РД-170, що є найпотужнішим з існуючих ЖРД, було одним з найбільш складних в створенні ракети. Стендові вогняні випробування двигуна почалися тільки в 1984 р т. Е. Майже через 8 років після створення ескізного проекту (це, мабуть, унікальний випадок в історії створення ракетно-космічних систем, що характеризує складність решавшейся завдання).
Використовувана на першого ступеня ракети-носія «Зеніт» модифікація позначається РД-171. Далі в таблиці наведені характеристики у поверхні Землі (тяга в вакуумі 806 тс).
Основні характеристики блоку другого ступеня.
Габаритні розміри, м:
Запас палива, т. 690-710
Маса блоку при відділенні, т. 78-86
Значним досягненням вітчизняного ракетобудування стало створення многоресурсних маршових двигунів великої тяги для другого ступеня ракети-носія «Енергії» на енергоємних компонентах палива. Конструкторам вдалося забезпечити високі задані характеристики при мінімальних газодинамічних втрати, регенетівном охолодженні, стійкості застосовуваних матеріалів в середовищі рідкого водню.
Характеристика Значення параметра
Найменування РД-0120 (11Д122)
Використовуваний носій 2-а ступінь РН «Енергія»
Перший запуск 15 травня 1987
Суха маса, кг 3449
Максимальний діаметр, мм 2420
Цикл двигуна замкнутий, з дожиганием
робочого тіла ТНА
Окислювач рідкий кисень з витратою
Пальне рідкий водень з витратою
На рівні моря, кН / тс 1461 / 142.5
У вакуумі, кН / тс 1961/190
Діапазон дросселирования,% 25-114
Питома імпульс, з (у вакуумі) 455
Тиск в камері згоряння, атм 216
Ступінь розширення сопла (критичний
Діаметр 216 мм, зрізу 2420 мм) 86: 1
Час роботи при запуску, з 480-500
Запуск двигунів першого і другого ступенів здійснюється майже одночасно перед стартом. Сумарна тяга на початку польоту - близько 3600 тонн. Прийнята схема дозволяє уникнути проблеми запуску двигунів в невагомості і додатково підвищує надійність виведення.
Блоки першого ступеня після вироблення палива відокремлюються попарно від ракети, потім розділяються і приземляються в заданому районі. Вони можуть оснащуватися засобами повернення і посадки, які розміщуються в спеціальних відсіках. Існують проекти оснащення блоків першого ступеня складає крила і системами автоматичної посадки, що має дозволити їм здійснювати керований що планує узвіз і посадку на посадкову смугу космодрому. Після проведення діагностичних, профілактичних і ремонтно-відновлювальних робіт можливо їх повторне використання. Центральний блок - другий ступінь - відділяється після набору суборбітальній швидкості і приводняется в заданому районі акваторії Тихого океану. Така схема виведення дозволяє виключити засмічення навколоземного простору відпрацьованими великогабаритними фрагментами ракет-носіїв і знизити потрібні енерговитрати виведення. Дорозгону до орбітальної швидкості виконують рухові установки корисного вантажу, орбітального корабля або розгінного блоку, тим самим виконують функції третього ступеня.
Збірка ракети в пакет, її транспортування на спеціальному агрегаті-установнику з монтажно-випробувального корпусу на стартову позицію, забезпечення силових, пневмогідравлічних і електричних зв'язків з пусковим пристроєм ведуться з використанням перехідного стартового-стикувального блоку (ступінь Я), який після пуску ракети залишається на стартовому комплексі і може використовуватися повторно.
Важливою Важливою особливістю ракети-носія «Енергія» є побудова її на базі блоку другого ступеня і уніфікованих модулів першого ступеня. Це надає системі гнучкість і дозволяє на наступних етапах створити ряд перспективних носіїв важкого і надважкого класів в залежності від числа модулів в їх складі. Зокрема, опрацьовано варіант важкого носія «Енергія-М» вантажопідйомністю до 30 тонн на низькій навколоземній орбіті, що складається з двох блоків першого ступеня і блоку другого ступеня. Перспективний варіант (РН «Вулкан») з вісьмома уніфікованими блоками першого ступеня може стати самим вантажопідйомним надважких носієм, здатним виводити на низьку навколоземну орбіту корисний вантаж масою більше 200 тонн.
Для управління руху ракети на ділянці виведення маршові двигуни забезпечені прецизійної (точність - до 1% від діапазону переміщень) електрогідравлічною системою рульових приводів. Вони розвивають сумарне зусилля до 50 тонн в
Завдяки вжитим заходам підвищення надійності і забезпечення живучості (резервування основних життєво важливих систем і агрегатів, включаючи маршові двигуни, кермові приводи, турбогенератори джерела електроживлення, піротехнічні засоби, розробка комплексу автономного управління з поелементний і схемним резервуванням, установка спеціальних засобів аварійного захисту, що забезпечують діагностику стану маршових двигунів обох ступенів і своєчасне відключення аварійної агрегату при відхиленнях в його роботі, при Енен ефективних систем попередження пожежі та вибуху) при виникненні позаштатної ситуації ракета може продовжувати керований політ навіть з одним вимкненим маршовим двигуном першої або другої ступені. В нештатних ситуаціях при запуску пілотованого орбітального корабля конструктивні заходи, закладені в ракеті, дозволяють або забезпечити виведення корабля на низьку «одновиткового» траєкторію польоту по орбіті штучного супутника Землі з подальшою посадкою на один з аеродромів, або здійснити маневр повернення на активній ділянці виведення з посадкою корабля на смугу, розташовану поблизу стартового комплексу.