Новости

16.07.2016 17:26

ИСТОРИЯ ОСВОЕНИЯ КОСМОСА. 51 ГОД С ПЕРВОГО КОСМИЧЕСКОГО СТАРТА УР-500

16 июля 1965 года в рамках летно-конструкторских испытаний состоялся первый пуск двухступенчатой ракеты-носителя УР-500 (Универсальная ракета - 500). Она вывела на орбиту космический аппарат Н-4 № 1 «Протон-1».

 

УР-500 (впоследствии – «Протон») была разработана в 1961—1967 годах в подразделении ОКБ-23 (ныне ГКНПЦ им. М.В. Хруничева), являвшемся частью ОКБ-52 В.Н.ЧЕЛОМЕЯ. Исходный двухступенчатый вариант носителя  УР-500 стал одним из первых среди носителей средне-тяжёлого класса, а трёхступенчатый «Протон-К» — тяжёлого (наряду с американской РН «Сатурн-1Б»).

 

УР-500 и её модернизированные версии явились средством выведения всех советских и российских орбитальных станций «Салют-ДОС» и «Алмаз», модулей станций «Мир» и МКС, планировавшихся пилотируемых космических кораблей ТКС и Л-1/«Зонд» (советской лунно-облётной программы), а также тяжёлых искусственных спутников Земли (ИСЗ) различного назначения и межпланетных станций.

 

Ракета-носитель (РН) состояла из двух ступеней, первая из которых была разработана специально для этой РН, а вторая унаследована от проекта ракеты УР-200. В этом варианте РН «Протон» была способна выводить 8,4 т полезного груза на низкую околоземную орбиту.

 

Первая ступень состояла из центрального и шести боковых блоков, расположенных симметрично вокруг центрального. Центральный блок включал в себя переходный отсек, бак окислителя и хвостовой отсек, в то время как каждый из боковых блоков ускорителя первой ступени состоял из переднего отсека, бака горючего и хвостового отсека, в котором закреплён двигатель. Таким образом, двигательная установка первой ступени состояла из шести автономных маршевых жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) РД-253. Двигатели имели турбонасосную систему подачи топлива с дожиганием генераторного газа. Запуск двигателя осуществляется путём прорыва пиромембран на входе в двигатель.

 

Вторая ступень имела цилиндрическую форму и состояла из переходного, топливного и хвостового отсеков. Двигательная установка второй ступени включала в себя четыре автономных маршевых ЖРД конструкции С. А. КОСБЕРГА: три РД-0210 и один — РД-0211. Двигатель РД-0211 являлся доработкой двигателя РД-0210 для обеспечения наддува топливного бака. Каждый из двигателей мог отклоняться на угол до 3° 15' в тангенциальных направлениях. Двигатели второй ступени также имели турбонасосную систему подачи топлива и выполнены по схеме с дожиганием генераторного газа. Общая тяга двигательной установки второй ступени составляла 2352 кН в вакууме. Двигатели второй ступени запускались раньше начала выключения маршевых ЖРД первой ступени, что обеспечивало «горячий» принцип разделения ступеней. Как только тяга двигателей второй ступени превышает остаточную тягу ЖРД первой ступени, происходит подрыв пироболтов, соединяющих фермы ступеней, ступени расходятся, а продукты сгорания из камер ЖРД второй ступени, воздействуя на тепловой экран, тормозят и отталкивают первую ступень.

 

Следующее поколение - РН «Протон-К» - была разработана на базе двухступенчатой РН УР-500 с некоторыми изменениями на второй ступени и с добавлением третьей и четвёртой ступеней. Это позволило увеличить массу полезной нагрузки на низкой околоземной орбите, а также выводить космические аппараты на более высокие орбиты.

 

В начальном варианте РН «Протон-К» унаследовала первую ступень РН УР-500. Позже, в начале 1990-х годов, тяга двигателей первой ступени РД-253 была увеличена на 7,7 %, и новый вариант двигателя получил название РД-275.

 

Вторая ступень РН «Протон-К» была разработана на базе второй ступени РН УР-500. Для увеличения массы ПН на орбите были увеличены объёмы топливных баков и изменена конструкция ферменного переходного отсека, соединяющего её с первой ступенью.

 

Третья ступень РН «Протон-К» имела цилиндрическую форму и состояла из приборного, топливного и хвостового отсеков. Как и вторая ступень, третья ступень РН «Протон-К» также была разработана на базе второй ступени РН УР-500. Для этого исходный вариант второй ступени РН УР-500 был укорочен, и на ней был установлен один маршевый ЖРД вместо четырёх. Поэтому маршевый двигатель РД-0212 (конструкции С. А. КОСБЕРГА) по устройству и работе аналогичен двигателю РД-0210 второй ступени и являлся его модификацией.

 

«Протон-К» была оснащена автономной инерциальной системой управления (СУ), обеспечивающей высокую точность выведения ПН на различные орбиты. СУ была спроектирована под руководством Н. А. Пилюгина и использовала ряд оригинальных решений на основе гироскопов, разработка которых началась ранее на ракетах Р-5 и Р-7.

 

C 2001 по 2012 год РН «Протон-К» постепенно была заменена на новый модернизированный вариант носителя - РН «Протон-М». Хотя в основном конструкция РН «Протон-М» базируется на РН «Протон-К», серьёзные изменения были сделаны в системе управления (СУ) РН, которая была полностью заменена на новую совершенную систему управления на основе бортового цифрового вычислительного комплекса (БЦВК). С использованием новой СУ на РН «Протон-М» были достигнуты следующие улучшения:

 

- более полная выработка бортового запаса топлива, что увеличивает массу ПГ на орбите и уменьшает остатки вредных компонентов в местах падения отработавших первых ступеней РН;

- сокращение размеров полей, отводимых для падения отработавших первых ступеней РН;

- возможность пространственного манёвра на активном участке полёта расширяет диапазон возможных наклонений опорных орбит;

- упрощение конструкции и увеличение надёжности многих систем, чьи функции теперь выполняет БЦВК;

- возможность установки головных обтекателей больших размеров (до 5 м в диаметре), что позволяет более чем вдвое увеличить объём для размещения полезного груза и использовать на РН «Протон-М» ряд перспективных разгонных блоков;

- быстрое изменение полётного задания.

 

Эти изменения в свою очередь привели к улучшению массовых характеристик ракеты-носителя «Протон-М».

 

Модернизация РН «Протон-М» с разгонным блоком (РБ) «Бриз-М» проводилась и после начала их использования. Начиная с 2001 года РН и РБ прошли четыре этапа модернизации (Фаза I, Фаза II, Фаза III и Фаза IV), целью которых было облегчение конструкции различных блоков ракеты и разгонного блока, увеличение мощности двигателей первой ступени РН (замена РД-275 на РД-276) и другие усовершенствования.

 

В 2016 году ГКНПЦ им. М. В. Хруничева завершило последний - четвертый этап модернизации РН «Протон-М» — «Бриз-М». В результате проведённых усовершенствований масса выводимой на геопереходную орбиту полезной нагрузки системы была увеличена до 6300-6350 кг на стандартной трассе (наклонение 51,6°, остаточная ΔV до ГСО 1500 м/с) и до 6500 кг при выводе на супер синхронную орбиту (орбиту с высотой в апогее до 65000 км). Первый пуск усовершенствованного носителя состоялся 9 июня 2016 года со спутником Intelsat 31.