РС-20

Ракета-носитель РС-20

 

    Ракета-носитель (РН) предназначена для оперативного, высокоточного выведения на околоземные орбиты с высотами 300-900 км одного или группы космических аппаратов различ­ного назначения массой до 3,7 т.

   Ракета-носитель создана на базе самой мощной в мире межконтинентальной баллис­тической ракеты РС-20 (SS-18 Satan), обла­дающей высокими энергетическими возмож­ностями и надежностью, подтвержденными в более чем 160 пусках (в том числе в рамках конверсионной программы).

   Конструктивная схема ракеты РС-20 и инвариантность системы управления позво­лили создать на ее основе высокоэффектив­ную ракету-носитель с космической головной частью, отвечающую современным требо­ваниям к средствам выведения космичес­ких аппаратов.

   Энергетические возможности и реализу­емые наклонения орбит ракеты РС-20 позво­ляют использовать ее при выведении аппара­тов перспективных систем низкоорбитальной спутниковой связи, дистанционного зондиро­вания Земли, научного назначения. Кроме того, РС-20 имеет надежность и точность выведения полезной нагрузки более высо­кую, чем у существующих ракет-носителей, что определяет значительный потенциальный рынок реализации услуг по запуску косми­ческих аппаратов.

 

При создании РН на базе РС-20 реализо­ваны следующие основные принципы:

 

Ракета выполнена по схеме с последова­тельным расположением ступеней и косми­ческой головной части.

 

   В состав РН входят первая, вторая и разгонная ступени, переходники первой и второй ступеней, головной аэродинамический обтекатель с пере­ходником. Все составные части РН, за исключением переходника обтека­теля, являются штатными ракеты РС-20. Переходник обтекателя представляет собой цилиндрический отсек диаметром 3000 мм.

   Первая и вторая ступени ракеты- носителя используются без дорабо­ток. Третья ступень ракеты дорабо­тана в части модернизации блока ПЗУ системы управления. Данная модернизация позволяет реализовывать задан­ную программу полета первой, второй и третьей ступеней, формирование и последовательную выдачу команд на элементы автоматики устройств отде­ления КА и отделяемых узлов космичес­кой головной части (КГЧ), увод третьей ступени и КГЧ с рабочей орбиты после отделения всех КА.

   Двигательные установки ракеты РС-20 используются без доработок. На первой ступени установлена двигательная уста­новка (ДУ) РД-264, состоящая из четырех однокамерных ЖРД РД-263, выполнен­ных по замкнутой схеме. ДУ (РД-0228) второй ступени состоит из маршевого однокамерного ЖРД РД-0229 и четырех- камерного рулевого ЖРД РД-0230.

   Система управления РН - штатная, ракеты РС-20, инерциальная, высоко­точная на базе БЦВМ, доработанная в части программно-математического обеспечения, электрической связи КА с наземной проверочно-пусковой аппара­турой и ввода служебных команд в КА в процессе предстартовой подготовки и полета. Система измерений обеспе­чивает прием и передачу телеметричес­кой информации с РН и КА до отделе­ния от РН. Система безопасности РН предназначена для прекращения полета первой и второй ступеней в аварийных ситуациях - при отклонении от заданных парамет­ров.

     Космический аппарат (космичес­кие аппараты при кластерном запуске) размещается внутри космической голо­вной части. КГЧ состоит из головного обтекателя, цилиндрической промежу­точной секции, переходника (переход­ников), защитной мембраны, газодина­мического экрана.

     Головной обтекатель представляет собой четырехсекционную коническую конструкцию и стыкуется в продоль­ном направлении вдоль осей стабили­зации I и III, которые делят обтекатель на две створки (секции), соединенные между собой с помощью 28 пиротехни­ческих устройств. Обтекатель установ­лен сверху цилиндрической промежу­точной секции и присоединен к ней с помощью 8 пироустройств.

   Промежуточная секция представляет собой цилиндрическую конструкцию, включающую в себя две платформы - А (на верхней крайней кольцевой раме которой устанавливается головной обте­катель) и В (донная кольцевая рама, кото­рая присоединяется к третьей ступени). Обе платформы соединены между собой с помощью 6 пироустройств.

  Переходник представляет собой вновь разработанную коническую конс­трукцию. К верхнему фланцу переход­ника присоединены КА и специальная защитная мембрана. Нижний фланец адаптера установлен на нижней коль­цевой раме платформы В.

   Для защиты КА от воздействия струй двигателя третьей ступени применя­ется газодинамический экран, который устанавливается на верхнем кольце платформы А и отделяется раньше, чем происходит отделение космичес­кого аппарата.

   РН, установленная в шахтную пуско­вую установку и заправленная компонен­тами топлива, может находиться в ПУ до установки КГЧ с КА или с установленной КГЧ неограниченное время в пределах срока эксплуатации. Замена КА (КГЧ) не требует слива топлива и изъятия РН из ПУ.

   Старт РН - минометный. Двигатель­ная установка первой ступени запуска­ется после выхода носителя из транспортно-пускового контейнера (ТПК).

   Разделение ступеней осуществляется по штатной отработанной схеме. Головной обтекатель сбрасывается путем подрыва пироболтов и разбрасывания створок в боковых направлениях. Отделение КА от разгонной ступени производится путем увода отделяющейся части ступени от КА при работе двигателя в дросселированном режиме.

   При выводе космического аппа­рата на круговую орбиту без маневров рыскания максимальные отклонения (с вероятностью р = 0,993) парамет­ров орбиты от номинальных значе­ний в момент отделения спутника не превосходят значений, приведенных в таблице.


Точность выведения спутников на орбиту

 

Параметры орбиты

Н = 300 км, i = 98°

Н = 600 км, i = 98°

Н = 900 км, i = 65°

Высота, км

+4,0

±5,5

±10,0

Период обращения, с

±3,0

±4,0

±6,5

Наклонение, град.

±0,040

±0,045

±0,050

Прямое восхождение восходящего узла, град.

±0,050

±0,060

±0,070

 

Основные характеристики РН РС-20

 

Стартовый вес (при массе КА 2000 кг), кг:

первая ступень

208900

вторая ступень

47380

третья ступень

6266

Габаритные размеры, м:

длина (со штатной длиной переходника обтекателя)

34,3

диаметр

3,0

Компоненты топлива на всех ступенях:

окислитель

AT (азотный тетроксид)

горючее

ндмг

Рабочий запас топлива, кг:

первая ступень

147900

вторая ступень

36740

третья ступень

1910

Тяга двигателей в пустоте, тс:

первая ступень

461,2

вторая ступень

77,5

третья ступень (основной режим / дросселированный режим)

1,9/0,8

Полетная надежность

0,97

Наклонение плоскостей орбит выведения, град.

50,5; 64,5; 87,3; 98

Эксплуатационные нагрузки:

осевая продольная перегрузка

до 7,5

поперечная перегрузка

до 0,8

интегральная акустическая нагрузка

до 140 дБ

 

 

Стартовый и технический комплексы


Стартовый комплекс (СК) представляет собой совокупность технологических сооружений, систем и коммуникаций, обеспе­чивающих выполнение следующих задач:

 

В состав стартового комплекса входят:

 

Старт РН из транспортно-пускового контей­нера осуществляется по «минометной» схеме с помощью порохового аккумулятора давле­ния. Двигательная установка первой ступени носителя запускается после выхода ракеты из транспортно-пускового контейнера. Контроль за прохождением команд осуществляется по проводным каналам связи с помощью системы дистанционного управления и контроля, аппа­ратура которой размещается на командном пункте. Командный и наблюдательный пункты расположены на безопасном расстоянии от пускового сооружения стартового комплекса. Для транспортировки и стыковки к ракете-носителю космической головной части использу­ется имеющийся на космодроме транспортно-стыковочный агрегат с системой обеспечения температурно-влажностного режима.

 

Применение для запусков РН на базе РС-20 шахтных пусковых установок имеет ряд преимуществ:

 

К другим достоинствам СК ракеты РС-20 следует отнести:

 

Технический комплекс РН

 

В качестве технического комп­лекса РН используется существую­щая техническая позиция ракеты РС-20 в составе:

 

Для обеспечения заправочно-сливных работ компонентами ракетного топлива и сжатыми газами разгонной ступени используется существующая унифицированная заправочная стан­ция.

 

Технический комплекс КА и КГЧ

 

Технический комплекс космического аппарата и космической головной части предназначен для выполнения следую­щих операций:

 

В качестве технического комплекса КА предусмотрено задействование существующей на космодроме Байконур технической позиции КА с использова­нием существующих сооружений с их техническими системами, инженерными коммуникациями, сетью автомобильных и железных дорог, системами техноло­гического оборудования, обеспечива­ющего выполнение работ, связанных с наземной подготовкой КА. В первых двух пусках ракеты РС-20 для подготовки космических аппаратов использовались помещения и оборудование, размещен­ные в МИКе РН «Зенит» (сооружение 41, площадка 42).

 

«Чистая камера» МИКа-два зала суммарной площадью 212 м2 и шлюзо­вой отсек площадью 32,6 м2. В шлюзо­вом отсеке и залах «чистой камеры» имеются электроcтали грузоподъемнос­тью 850 кгс. Максимальная высота подъема крюков тали-8,2 м. Габариты ворот шлюзового отсека, ворот между залами «чистой камеры» и ворот со стороны РН «Зенит»-5,2x6,3 м, 5,2x8,2 м и 5,2x6,3 м соответственно. В «чистой камере» поддерживается темпера­турный режим от 21,1°С до 26,7°С и влажность 30-60%. Чистота воздуха 100000 (федеральный стандарт США FED-STD-209E). Помещение для разме­щения контрольно-проверочной аппа­ратуры (КПА) КА имеет площадь 53 м2 (29 м2 и 24 м2).

 

Имеется возможность размес­тить технический комплекс космичес­кого аппарата и космической головной части в сооружении 40 площадки 31.

 

Монтажно-испытательный корпус состоит из трех зон: «А», «В» и «С»:

 

МИК оборудован техническими систе­мами: системой электроснабжения с параметрами, предусмотренными как стандартами России, так и США, систе­мами отопления, вентиляции, конди­ционирования, водопровода, канализа­ции, охранной и пожарной сигнализации и различными системами связи.