Rodina horních stupňů D je rodina horních stupňů (horních stupňů) odvozených od bloku "D" - pátého stupně vesmírného raketového komplexu N1 - L3 , určeného pro sovětské kosmonauty k letu na Měsíc . Jako palivo používají pár kapalného kyslíku - petrolej , zatímco tankování " synthine " je povoleno bez změny struktury [ 1 ] .
V rámci standardního komplexu byl blok „D“ odpovědný za přenos spoje LK - LOK z trajektorie letu na oběžnou dráhu Měsíce , za přenos LK z oběžné dráhy Měsíce na trajektorii přistání a také za korekce během letu. (bloky "A", "B" a "C" - první tři stupně rakety N-1 , které vynesly komplex na nízkou referenční oběžnou dráhu , blok "G" rozehnal výpravu na Měsíc). Maximální počet startů motoru bloku "D" (má index 11D58 nebo v některých zdrojích RD-58) byl sedm a životnost bloku "D" byla 7 dní. K tomu měla kyslíková nádrž tvar koule a byla opatřena tepelnou izolací . Navíc byla naplněna kyslíkem ochlazeným na −200 °C (bod varu −183 °C), což umožnilo dále snížit ztráty odpařováním a navíc zvýšilo hustotu kapalného kyslíku a ušetřilo potřebný objem nádrže. . Nádrž na petrolej měla toroidní tvar a byla nakloněna o 3 stupně pro zjednodušení konstrukce sání paliva. Tah motoru 11D58 byl 8,5 tf .
Vzhledem k nedostupnosti rakety N-1 bylo rozhodnuto oblet Měsíce bez přistání pomocí rakety UR-500K . Za tímto účelem byla vyvinuta kosmická loď 7K-L1, která si vypůjčila část systémů z orbiteru 7K-OK, známého jako Sojuz . Aby loď získala potřebnou rychlost, byl třístupňový UR-500K vybaven čtvrtým stupněm - blokem "D", vypůjčeným z rakety N-1.
Pod jmény „Zond-5“ ... „Zond-8“ obletěla sonda 7K-L1 Měsíc čtyřikrát, ale bez astronautů („Zond-4“ byl vypuštěn v opačném směru od Měsíce do vysoce elipsovité oběžná dráha s výškou apogea asi 330 000 km ).
Raketa UR-500K, která dostala název „ Proton “, spolu s blokem D byla dále používána k vypouštění lunárních stanic „ Luna-15 “ ... „ Luna-24 “ a meziplanetárních stanic „ Venera-9 “. " ... " Venuše-16 ", " Mars-2 "..." Mars-7 ", " Vega " a " Phobos ". V roce 1974 začaly lety na geostacionární dráhu k vypuštění komunikačních satelitů Horizon , Raduga , Screen .
Požadavky na blok D jako součást lunárního komplexu zcela neodpovídaly tomu, co bylo potřeba pro AMS a komunikační družice. V důsledku toho došlo k úpravě s cílem zvýšit nosnost a snížit cenu bloku D. Upravený horní stupeň zvaný DM měl aktivní životnost pouze 9 hodin a počet startů motoru byl omezen na tři . To umožnilo zbavit se tepelné izolace na kyslíkové nádrži a části bloků systému podpory startu POP.
V souvislosti s různými požadavky na různé užitečné zatížení byly vyvinuty další modifikace - DM-2, DM-03. Aby fungoval jako součást komplexu Zenit-3SL , byla vyvinuta modifikace DM-SL. DM blok může kromě petroleje používat jako palivo syntetický uhlovodík „syntin“, který zvyšuje měrný impuls jeho motoru z 358 na 361 jednotek.
Použití bloku DM na raketě Proton se chýlí ke konci - nahrazuje jej blok Briz-M , ale v programu Sea Launch blok DM-SL (DM-SLB se používá v programu Land Launch) bude nadále používán. Je to dáno tím, že Breeze-M používá stejné palivové komponenty jako raketa Proton, zatímco blok DM naopak odpovídá raketě Zenit. Zajímavé ale je, že pro vynášení satelitů Glonass-M (Hurricane-M) na kruhové dráhy s výškou cca 20 000 km poskytuje blok DM vyšší přesnost startu než Breeze-M, a proto jeho použití na raketě " Proton -M se zřejmě zastaví až po definitivní výměně satelitů Glonass-M za nové beztlakové zařízení Glonass-K , jejichž letové testy začaly v únoru 2011. Nicméně 5. prosince 2010 bylo provedeno první spuštění nové modifikace bloku DM (11С861-03) se zvýšeným doplňováním paliva a vyšší nosností. Blok DM-03 byl použit k vynesení trojice satelitů Glonass-M, přičemž start na oběžnou dráhu skončil neúspěšně [2] .
Postoj k vyřazení bloku DM se poněkud změnil po haváriích Breeze-M v roce 2006 při startu Arabsat-4A a v roce 2008 při startu AMS-14 a blok DM možná zůstane v provozu kvůli pojištění a jako možnost pro komerční zákazníky.
Dne 19. srpna 2012 vytvořil horní stupeň DM-SL rekord v přesnosti startu při startu [3] .
Prototyp tohoto bloku je blok "D", vyvinutý OKB-1 , jako pátý stupeň komplexu N1 - L3 , součást sovětského pilotovaného programu pro přistání na Měsíci a meziplanetárních stanic " Venuše-9 " ... " Venuše- 16 ", " Mars-2 " "..." Mars-7 ", " Vega " a " Phobos ". V této verzi jednotka D neměla vlastní řídicí systém, řízení bylo prováděno z řídicího systému kosmické lodi.
Na bloku "D" komplexu L3 byl instalován motor 11D58 vyvinutý OKB-1. Motor 11D58 vyrobený podle uzavřeného okruhu měl poprvé zajistit vícenásobné starty v kosmickém prostoru a stavu beztíže roztočením turbočerpadla posilovací nádrže okysličovadla stlačeným plynem ze sekce autonomních plynových válců pneumohydrauliky. spouštěcí systém bloku "D". Čerpadlo okysličovadla při pneumatickém spouštění vytvořilo značný tlak (asi 10 kg/cm²), který zajistil spolehlivé naplnění nechlazené dráhy okysličovadla kapalným kyslíkem a počáteční úroveň průtoku plynového generátorového plynu přes turbínu hlavní VE. aby motor přešel do normálního režimu. Takové schéma zajistilo minimální ztráty kyslíku pro chlazení PS. Pro snížení přítoku tepla do okysličovadla (podchlazeného kyslíku s teplotou až −193 °C) byl přijat kulový tvar nádrže okysličovadla se síto-vakuovou tepelnou izolací a všechna spojení byla provedena pomocí tepelných mostů. Palivová nádrž, uvnitř které se nacházel motor, měla tvar torusu. Blok jako první aplikoval technická řešení, která se později stala klasickými v raketové technice (například použití předčerpadel nádrže, která jsou součástí motoru, a skladování helia ve válcích ponořených v kapalném kyslíku atd.) [ 4]
Modifikace bloku D, určená k vynesení komunikačních a televizních satelitů na geostacionární dráhu , vyvinutá Design Bureau PM (hlavní konstruktér M. F. Reshetnev ).
Komunikační satelity neměly vybavení pro řízení raketové jednotky, takže jednotka D byla vybavena nezávislým řídícím systémem umístěným v utěsněném toroidním přístrojovém prostoru, ve kterém bylo umístěno i telemetrické zařízení a velitelské rádiové spojení. Přístrojová část byla instalována na speciálním nosníku nad nádrží okysličovadla a měla systém tepelného řízení. Blok D byl vybaven motorem 11D58M vyvinutým v NPO Energia pod vedením B. A. Sokolova . Tento motor se sériově vyrábí ve Voroněžském mechanickém závodě .
Upravená akcelerační jednotka měla aktivní životnost 9 hodin a počet startů motoru byl omezen na tři. V současné době[ kdy? ] jsou použity horní stupně modelů DM-2, DM-2M a DM-03 vyráběné firmou RSC Energia , u kterých byl počet inkluzí zvýšen na 5 [5] [6] .
RozvojVývoj DM bloku začal v roce 1969. Blok této modifikace od 3. srpna 1973 [7] do 30. července 1975 prošel šesti požárními zkouškami, při kterých byl blok dvakrát až třikrát dotankován a motor byl nastartován 4-5krát. Od roku 1974 je provozován z nosné rakety Proton.
CharakteristikaBlok DM se skládá z: hlavního motoru; dva pohonné systémy pro stabilizaci a orientaci; sférická nádrž okysličovadla; toroidní palivová nádrž; přístrojová přihrádka; vybavení velitelsko-měřícího komplexu; odnímatelné za letu spodní a střední adaptéry.
Prokázaná spolehlivost motoru 0,997 s úrovní spolehlivosti 0,9. Každý motor prochází kontrolními zkouškami bez generální opravy s využitím progresivních prostředků diagnostiky technického stavu.
Obchodní blokyVývoj komerčních bloků založených na bloku DM začal v roce 1993. Obchodní bloky byly označeny ve tvaru dvou počátečních písmen DM a čísla modifikace spojeného s potřebou zpřesnění pro konkrétní zahraniční obchodní náklad.V projektové dokumentaci je toto číslo zapsáno hned za písmeny DM bez mezery, na rozdíl od oficiální názvy bloků 11C861-01 přijaté vojenskými vesmírnými silami (VKS). V oficiálních názvech se počáteční písmena a číslo modifikace píší s pomlčkou (D-2, DM-2, DM-2M). Existence dvou systémů podobných označení způsobila mnoho zmatků.
Zpočátku byl každý horní stupeň navržen pro konkrétní užitečné zatížení. To bylo způsobeno malým počtem kontraktů na komerční starty s použitím nosné rakety Proton-K , omezené na kvótu pěti startů. Za účelem uzavření smluv dostaly bloky označení: pro kosmickou loď Inmarsat 3 - DM1, pro tři starty sondy Iridium - DM2, pro kosmickou loď Astra IF - DM3 a pro sondu Tempo FM1 - DM4. Vzhledem k tomu, že montáž sedmi kosmických lodí Iridium vyžadovala instalaci velkoprůměrového dávkovače, nebyl jako prototyp bloku DM2 vzat 11C861-01, ale tehdy nepoužitý RB 17C40 . U této jednotky má horní napájecí nosník, na kterém je připevněn adaptér separačního systému, větší průměr než u jednotek řady 11C861.
DM3DM3 je komerční verze bloku DM, původně určená pro vypouštění kosmických lodí typu Astra IF . Horní stupeň DM3 úspěšně vypustil mnoho zahraničních komerčních satelitů. 25. prosince 1997 nebyla sonda Asiasat-3 vypuštěna na danou oběžnou dráhu kvůli poruše RB.
DM4DM4 je komerční verze bloku DM, původně určená pro vypouštění kosmické lodi Tempo FM1 .
Blok DM-2 využívá jednokomorový motor 11D58M na palivové komponenty kapalný kyslík – petrolej. První start bloku DM-2 se uskutečnil 12. října 1982, kdy byly na blízkou kruhovou dráhu vypuštěny první dva satelity řady Hurricane a váhový model třetího satelitu. [9] . Horní stupeň DM-2 úspěšně zahájil činnost mezinárodní astrofyzikální observatoře " Integral ".
Blok DM-2M má vylepšené výkonové charakteristiky a využívá motor 11D58S . Tato modifikace dálkového ovládání využívá jako palivo syntetický petrolej ("syntin"). Nová modifikace bloku 11С861-01 byla poprvé použita 20. ledna 1994. Tento blok se od svého předchůdce liší v některých místech úbytkem vrstev tepelně izolačního nátěru, změnami v řídicím systému apod. Díky tomu se hmotnost bloku snížila o 120 kg. Hmotnost kosmické lodi vypuštěné na pevnou oběžnou dráhu byla zvýšena na 2500 kg. Horní stupeň 11S861-01 byl použit k vynesení satelitů Russian Express.
Block DM-03 je jedním z hlavních ruských horních stupňů určených k vypouštění kosmických lodí z nízkých oběžných drah Země na vysokoenergetické dráhy, včetně geostacionárních, vysokokruhových a vysoce eliptických drah, jakož i odletových trajektorií na Měsíc a planety Sluneční soustava [10] .
14S48 - modernizovaná verze horního stupně 11S861-03 s motorem 11D58M, která vznikla v rámci konstrukční a vývojové komise Dvina-DM pro nosnou raketu Proton-M s její následnou adaptací na Angara-A5 a další perspektivní nosné rakety těžké třídy [ 11] . Ale protože provoz Protonů by měl být dokončen v roce 2026, práce na R&D Dvina-DM byly zastaveny a další modernizace horního stupně probíhá v rámci Perseus-KV R&D pouze pro nosnou raketu Angara-A5. . Vývojový projekt Perseus-KV tedy zahrnuje vytvoření komplexu horního stupně pro Angara-A5 na kosmodromu Plesetsk. V budoucnu, podle Federálního vesmírného programu Ruska na roky 2016-2025, bude podobný komplex (ROC "Orion") postaven na kosmodromu Vostočnyj.
Při tvorbě základního modulu horního stupně 14S48 bylo použito vývoje z RB 11S861-03, 452GK a 314GK.A18. Takže v novém "urychlovači" se zvýšily palivové nádrže, změnil se pneumohydraulický systém. Původně byl vyvinut společností Krasmash OJSC, ale později byla výroba převedena do Voroněžského mechanického závodu.
Začátkem prosince 2018 Krasmash odeslal první letový model 14S48 [12] . Dne 20. prosince byl dodán základní modul prvního horního stupně společnosti RSC Energia, která je vývojářem 14S48, ze závodu Krasmash. V roce 2019 plánuje TsNIIMash vibrační testy modelu nového horního stupně. Během roku 2019 budou muset specialisté RSC Energia znovu vybavit a otestovat RB 14S48 před nadcházejícím použitím ve čtvrtém čtvrtletí roku 2019 při druhém startu rakety Angara-A5 [13] . V prosinci 2020 bylo známo, že start Angara-A5 s RB Perseus se uskuteční v roce 2021.
27. prosince 2021 proběhl z kosmodromu Plesetsk třetí zkušební start těžké nosné rakety Angara-A5 s horním stupněm Perseus. Perseus RB s maketou užitečného zatížení se běžně odděloval od nosné rakety, ale nevstoupil na přidělenou geostacionární dráhu ve výšce 36 000 km [14] . Podle North American Aerospace Defense Command ( NORAD ) se na nízké oběžné dráze Země objevil objekt 50505/2021-133A s výškou 179 × 201 km, jehož orbitální prvky odpovídají době startu Angara-A5. Dva dny po startu Angary byly již 4 objekty na stránce celestrak.com, která sleduje objekty v blízkosti Země zaznamenané NORADem [15] .
14S49 - další modernizace horního stupně 14S48 s motorem 11D58MF se zlepšenými výkonovými charakteristikami a zvýšeným doplňováním paliva pro použití při startech Angara-A5 (ne dříve než třetí start v rámci letových konstrukčních zkoušek tohoto ILV) [16] [17 ] .
Charakteristikavčetně skládacích přihrádek:
Blok DM-5 je modifikací bloku DM, který je určen k vynesení těžkých kosmických lodí řady Araks na oběžnou dráhu .
Blok DM-SL je modifikací bloku DM, který je určen jako horní stupeň pro nosnou raketu Zenit-3SL , která se používá pro starty v rámci projektu Sea Launch . Počítání[ kým? ] jeden z „nejpřesnějších“ horních bloků.
Blok DM-SL vznikl na základě RB 315GK, vyvinutého v RSC Energia v 80. letech pro nosnou raketu Zenit-3. První letový blok DM-SL úspěšně splnil svůj úkol při demonstračním startu nosné rakety Zenit-3SL. Bloky DM-SL se vyrábí od roku 1997 souběžně s RB DM3. V budoucnu lze na RB DM-SL převést i nevyzvednuté bloky řady DM3. [osmnáct]
CharakteristikaBlok DM-SLB je modifikací DM-SL, přepracované speciálně pro nosnou raketu Zenit-3SLB , která se používá pro starty z kosmodromu Bajkonur v rámci projektu Ground Launch . Poprvé byl použit při vypouštění satelitu Amos-3 v roce 2008.
Vlastnosti [20]Charakteristika čeledi horních stadií D | ||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
název | index GUKOS | Hmotnost RB | Pohonné hmoty | Zásoba paliva, t | udržovací motor | Tah ve vakuu, tf | Počet startů motoru | Hmotnost PG na GSO , t | Zahájení provozu | |||
na zemi | ve vesmíru | Proton-K | Proton-M (3. stupeň) | Zenit-2S | ||||||||
DM-2 [5] [21] | 11S861 | 3.2 | 2.3 | petrolej + kapalný kyslík | 15.1 | 11D58M | 8.5 | až do 5 | 2.4 | 1982 | ||
DM-2M [22] [6] | 11С861-01 | 2.2 | petrolej + kapalný kyslík | 15.1 | 11D58S | 8.5 | až do 5 | 2.5 | 1994 | |||
DM-03 [23] | 11С861-03 | 3,245 | 2.35 | petrolej + kapalný kyslík | 18.7 | 11D58M | 8.5 | až do 5 | 2,95 | 3.44 | 2007 | |
DM-SL [19] | 3.5 | petrolej + kapalný kyslík | 15.1 | 8,0 | až do 5 | 2.5 | ||||||
DM-SLB | 3.22 | petrolej + kapalný kyslík | 15,58 | 8.103 | do 3 | 2008 |
raketové a kosmické technologie | Sovětské a ruské||
---|---|---|
Provozování nosných raket | ||
Startovací vozidla ve vývoji | ||
Vyřazené nosné rakety | ||
Booster bloky | ||
Opakovaně použitelné vesmírné systémy |