Ракетные двигатели твердого топлива в космических программах сша

      Комментарии к записи Ракетные двигатели твердого топлива в космических программах сша отключены

Ракетное оружие США разного назначения создавалось в основном на базе ракетных двигателей жёсткого горючего (РДТТ). Отечественные ракеты стратегического назначения долгое время создавались на базе жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Приблизительно к 1985 г. был достигнут паритет во всем и по уровню энергомассовых черт маршевых РДТТ для ракет стратегического назначения США и СССР.

Отечественные разработки были, в большинстве случаев, уникальными и действенными. При надлежащем финансировании отечественные РДТТ смогут производиться для боевых совокупностей любого назначения. Но в отношении применения РДТТ в космических программах для средств выведения либо межорбитальной транспортировки сложилось совсем второе положение.

Ракетные двигатели твердого топлива в космических программах сша

В случае если непроизвольный перенос опыта США в применении твердотопливных ускорителей применительно к русским условиям далеко не неоспорим, то опыт двойного применения хорош изучения. направляться подчернуть, что:

  • все наиболее значимые американские разработки осуществлялись в интересах боевых совокупностей. Горючее HTPB (МБР Minuteman) обширно употребляется во многих РДТТ космического назначения, но более действенное горючее NEPE используется лишь в БРПЛ Trident-2;
  • количества материалов и производства топлива РДТТ космического назначения на данный момент существенно превосходят военную составляющую.

Структура твердотопливного двигателестроения США пара отличается от отечественной. Компания Thiokol Corporation разрабатывает рецептуры жёсткого горючего, корпуса и т.д. Компания Alliant Techsystems Inc. (которая есть двигательной компанией в отечественном, русском понимании) изготавливает сопловые блоки и т.д.

При проектировании и создании в Соединенных Штатах твердотопливных ускорителей (ТТУ) прослеживаются следующие главные тенденции: унификация, постепенная модернизация, разделение на группы (навесные и многосекционные).

Установка навесных стартовых ускорителей есть одним из способов увеличения начальной тяговооруженности ракет-носителей (РН). Примерами многосекционных стартовых ускорителей являются ТТУ МТКК Space Shuttle (Shuttle).

Для маршевых двигателей РН легкого и среднего класса, характерным есть следующее:

  • использование только РДТТ;
  • все РДТТ ракет-носителей имеют двойного назначения.

В американских РН с нужной нагрузкой до 1,5 т и стартовой массой до 120 т применяют РДТТ не обращая внимания на более низкий, чем у ЖРД, удельный импульс тяги и громадную стартовую массу. Это связано с простотой обслуживания, меньшей ценой отработки и т.д.

самые яркими примерами унификации являются:

  • РН Pegasus воздушного базирования, которая сначала разрабатывалась как средство выведения и боевое средство доставки на орбиту (с 1990 по 2000 г. осуществлено 27 пусков);
  • РН Taurus, в которой употребляется первая ступень МБР МX (или ее модификация — Castor-120) и все три ступени РН Pegasus (в 1998 г. были запущены две РН Taurus — одна с 1-ой ступенью МБР МX, вторая — с Castor-120);
  • модифицированная первая ступень МБР МХ (Castor-120) употребляется в целом последовательности американских РН (LLV — Athena-I, -II, Delta light), и предполагается к применению в качестве первой ступени европейской РН Vega K3.

Компания Orbital Sciences Corporation приступила к разработке РН (военного назначения) авиационного базирования Pegasus с апреля 1987 г. Применение Pegasus в качестве средства выведения на орбиты очень действенно и разрешает избавиться от территорий падения.

Первоначально РН Pegasus имела длину 14,8 м, диаметр 1,27 м, массу 18,3 т без нужной нагрузки. Маршевые РДТТ изготавливает компания Hercules. РДТТ первой ступени Orion 50S развивает тягу 49,6 тс. РДТТ второй ступени Orion 50 имеет поворотное управляющее сопло и развивает тягу 12,5 тс.

РДТТ третьей ступени Orion 38 кроме этого имеет поворотное управляющее сопло и развивает тягу 4,4 тс.

По окончании модернизации ракеты компанией Orbital были увеличены длины первых ступеней и введена четвертая ступень (на ЖРД) HAPS (Hydrazine Auxiliary Propulsion System). Грузоподъемность увеличилась на 60 %. Данный вариант, названный Pegasus XL, имеет длину 16,5 м и массу 22,7 т.

направляться очень отметить высокую степень интеграции компонентов РН Pegasus XL с другими средствами выведения. Так, все три ступени Pegasus XL употребляются в РН Taurus, Taurus 2 и Minotaur.

Работы по программе Athena были начаты в январе 1993 г. На начальной стадии были совершены опробования РДТТ I-ой ступени Castor-120 (1992 г.), а после этого второй ступени Orbus 21D. Летные опробования проходили в 1994-1995 гг.

В августе 1997 г. с авиабазы Ванденберг (Калифорния) РН Athena I был запущен спутник NАSА, а в январе 1998 г. с мыса Канаверал (Флорида) РН Athena II — спутник NАSА для изучения Луны. Три запуска РН Athena прошли в 1999 г.

Программа РН Taurus была начата в январе 1993 г. компанией Orbital Sciences Corporation. Характерной изюминкой РН есть наличие баллистической паузы (порядка 205 с) по окончании работы первых двух ступеней. На всю предстартовую подготовку требуется не более 20 дней.

Задачи межорбитальной транспортировки большинства зарубежных космических аппаратов удачно решаются применением РДТТ, что обусловлено более действенным применением количества головного обтекателя. Преимущества РДТТ если сравнивать с ЖРД по параметрам объемного импульса, удобства компоновки, размещения неоспоримы.

Первыми разгонными блоками (РБ) США являлись Burner-2 и Burner-2а, (Boeing). Эти блоки употреблялись в качестве верхней ступени РН Tor-Burner-2, Torad-Delta, Atlas-Burner-2.

В качестве маршевого двигателя в разгонном блоке Burner-2 и первой ступени РБ Burner-2а употреблялся РДТТ ТЕ-М-364-2, а на второй ступени Burner-2а — РДТТ ТЕ-М-442-1 (STAR-26), созданные компанией Thiokol. Более поздние модификации этого двигателя ТЕ-М-364-3, ТЕ-М-364-4 (STAR-37).

Семейство РДТТ STAR, созданное компанией Thiokol, снабжает безотказность средств межорбитальной транспортировки (СМТ) в течении более чем 20 лет.

Для межорбитальных операций при летной эксплуатации орбитального корабля Space Shuttle были созданы два семейства разгонных блоков:

  • вспомогательный модуль РАМ (Payload Assist Module), изготовленный компанией McDonnell Douglas;
  • инерционный разгонный блок IUS (Inertial Upper Stage), изготовленный компанией Boeing.

Вспомогательный модуль РАМ выпускался в нескольких вариантах. Первым из них был РАМ-D, предназначенный для перевода нужной нагрузки массой до 1225 кг с низкой круговой орбиты на переходную эллиптическую с высотой апогея ~ 36 000 км. В первый раз РАМ-D был выведен РН Delta в 1980 г., а в 1982 г. — в составе орбитального корабля Shuttle.

РАМ-D применяет РДТТ Star-48, созданный компанией Thiokol.

Модернизированный РАМ-D-2 владеет более высокими энергетическими чертями, благодаря РДТТ IPSM. Данный двигатель создан компанией Thiokol. Корпус РДТТ выполнен из кевлара, сопло поворотное.

Закритическая часть сопла выполнена из графито-фенольного материала.

Межорбитальные буксиры семейства IUS (Inertial Upper Stage), созданные компанией Boeing, предназначены для перевода спутников на геостационарную орбиту и вычислены на применение в составе орбитального корабля Shuttle, и РН Titan-34D и Titan-4 в качестве третьей ступени. В качестве двигателей буксиров используются РДТТ SRM-1 и SRM-2 (United Technologies Corporation). Конструкция этих двигателей подобна.

Для каждого двигателя предусмотрена заправка топливной массой от 50 до 100 %, что существенно расширяет возможности РБ IUS.

Корпус РДТТ SRM-2 является уменьшенную модель корпуса SRM-1, что выполнен из кевлара и есть силовым элементом всего разгонного блока. В РДТТ употребляется горючее марки ITP-1926А. Управление вектором тяги осуществляется поворотным устройством, допускающим отклонение сопла на угол 7° в любой плоскости.

Сейчас повышенное внимание уделяется экологическим нюансам ракетно-космической деятельности. Проводилось особое наблюдение за концентрацией озона при стартах тяжелых РН с твердотопливными бустерами. Были проанализированы эти программы Глобальной спектрометрической картографии озона, определялись тенденции к изменчивости.

Но данный анализ не распознал никаких экологических нарушений.

Назовем пара обстоятельств широкого применения РДТТ в космических программах США.

  1. Разработка крупногабаритных РДТТ началась в Соединенных Штатах на 10-15 лет раньше, чем в СССР, что разрешило стремительнее распознать преимущества.
  2. Преимуществами РДТТ являются:
    — надёжность и структурная простота;
    — малая трудоемкость изготовления (вероятна автоматизация производства главных составных частей);
    — подготовки и простота эксплуатации к пуску.
  3. Заимствование разработок впредь до полного применения РДТТ боевого назначения.
  4. Сокращение цены РДТТ с ростом количеств производства.

Незначительное применение РДТТ в отечественных космических программах обусловлено, кроме вторых обстоятельств, отставанием в разработке РДТТ от идеальных отечественных ЖРД. Это, со своей стороны, предопределило создание наземной проведения запуска и инфраструктуры подготовки носителей, предназначенной в основном для РН с ЖРД.

Так, комплексное применение РДТТ, как видно на примере США, не ведет к завышению цены доставки грузов в космос и снабжает устойчивое функционирование отрасли. Одновременно с этим отечественный потенциал употребляется не хватает, что формирует предпосылки нарастающего технологического отставания как в военной области, так в мире космических коммерческих одолжений.

http://engine.aviaport.ru/issues/13/page18.html
ФГУП Исследовательский Центр им. М.В. Келдыша
Михаил Куранов нач. отдела, к.т.н
Павел Курсков основной эксперт по РДТТ, к.т.н.
Вадим Миронов нач. отделения, д.т.н.

не меньше весьма интересно:

ФНПЦ «Алтай»: энергия жёсткого горючего
С.П. Королев думал, что жидкостные ракеты должны употребляться для освоения космоса, а твердотопливные – для ответа армейских задач.
Ракетные горючие для первых отечественных межконтинентальных твердотопливных ракет С.П. Королева были созданы в Алтайском крае
http://oborona.ru/includes/periodics/defense/2011/0415/12395989/print.shtml

ФГУП «Федеральный центр двойных разработок «Альянс»
ФГУП «ФЦДТ «Альянс» — ведущее предприятие РФ в технологии и области химии жёстких ракетных артиллерийских порохов и топлив, отработки и проектирования энергетических установок для ракетных комплексов разного назначения, космических совокупностей, установок прямого преобразования энергии, и создания высокоэффективных разработок двойного назначения.
Предприятие основано в октябре 1947 г. на базе умело-исследовательского завода №512, создававшего в годы ВОВ пороховые заряды для легендарных «Катюш». есть одним из ведущих фирм военно-промышленного комплекса РФ. Более 80% современных русских ракет снаряжено горючим, созданным в «Альянсе»
http://ugresh.ru/econom/sovdir/soyz.htm

Мотор для космоса

Увлекательные записи:

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны: