Реализация принципов преемственности при создании космических ракет-носителей с ЖРД Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Секция «Двигатели и энергетические установки летательньх и космических аппаратов»

УДК 621.455

РЕАЛИЗАЦИЯ ПРИНЦИПОВ ПРЕЕМСТВЕННОСТИ ПРИ СОЗДАНИИ КОСМИЧЕСКИХ РАКЕТ-НОСИТЕЛЕЙ С ЖРД

А. Ю. Васянина, А. А. Тонких, Д. А. Савчин Научный руководитель - В. П. Назаров

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева

Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: [email protected]

Рассмотрены принципы и методы модернизации ракетных двигателей при создании космических ракет-носителей с ЖРД разного назначения и поколения.

Ключевые слова: баллистические ракеты, космические РН, Р14, Космос-3М, техническая преемственность, трансформация боевой ракеты.

REALIZATION OF PRINCIPLES OF CONTINUITY IN ROCKET PRODUCTION

A. U. Vasyanina, A. A. Tonkich, D. A. Savchin Scientific supervisor - V. P. Nazarov

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]

In the paper was reviewed modernization of rocket engines in developing of launch vehicles for different purposes.

Keywords: ballistic rocket, P14, Kosmos 3M, technical continuity, transformation of battle rocket.

Создание космических ракет-носителей (РН) на базе боевых баллистических ракет с ЖРД обеспечивает сокращение сроков разработки ракет, ускоряет ее создание и способствует повышению надежности РН.

Многие РН создавались на основе преемственности ЖРД от изначально разработанных военных баллистических ракет. Например: РН «Восток», «Восход», «Союз» (на базе Р-7), РН «Космос» (на базе Р-12), РН «Космос-3М» (на базе Р-14), РН «Атлас» (на основе баллистической ракеты «Атлас»).

В данной работе рассматривается принцип технической преемственности на примере РН «Кос-мос-3М».

Ракета Р14 оснащена маршевым двигателем РД-216 (8Д514), разработанным конструктором М. К. Янгелем, создавалась КБ «Южное» (г. Днепропетровск). Ракета представляла собой одноступенчатую баллистическую ракету с ЖРД Д216 (8Д514) с конструкцией на заводе «Южмаш» (г. Днепропетровск, Украина). Главный конструктор: В.П. Глушко.

Четырех камерный двигатель, работающий по открытой схеме, состоит из двух двухкамерных двигательных блоков РД-215 (8Д513), объединенных рамой крепления с корпусом и имеющих общую схему запуска. Каждый из двигателей РД-215 имеет собственный турбонасосный агрегат (ТНА), газогенератор и систему автоматики.

В 1958 г. в СССР после первых успешных запусков космических аппаратов возникла необходимость создания космических РН легкого класса. Было принято правительственное решение использовать принцип технической преемственности и создавать новый космический носитель на основе баллистической ракеты [1].

Это позволило сократить период огневых испытаний двигателей и использовать целый ряд уже отработанных технологий и элементы конструкций.

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2015. Том 1

Ракета-носитель «Космос» создавалась под руководством М. К. Янгеля в КБ № 586 (ныне -ГКБ «Южное», г. Днепропетровск) на базе одноступенчатой баллистической ракеты средней дальности Р-12У, а позднее, Р-14У.

В рамках проекта 11К65 двигатель 8Д514 для ракеты Р-14 был модифицирован и получил индекс 11Д614. Производство двигателя 11Д614 осуществлялось на заводе «Южмаш» (г. Днепропетровск, Украина). На второй ступени носителя был установлен многофункциональный ЖРД 11Д47 разработки ОКБ-2, отработанный на «Красмаше».

Трансформация боевой ракеты в ракету-носитель была осуществлена путём установки на частично доработанную первую ступень вновь разработанной второй ступени [2].

Первая ступень ракеты «Космос-ЗМ» включает переходный отсек, бак окислителя, межбаковый отсек, бак горючего, силовое кольцо и хвостовой отсек.

На первой ступени установлен четырехкамерный ЖРД РД-216М с турбонасосной системой подачи, выполненный по схеме без дожигания. Управление полетом ракеты во время работы ЖРД первой ступени осуществляется с помощью газовых рулей.

Вторая ступень состоит из приборного, топливного и хвостового отсеков. Кроме того, по бокам ступени смонтированы два навесных блока баков основных компонентов, обеспечивающих работу системы малой тяги (СМТ) и второе включение маршевого ЖРД.

Для второй ступени РН был разработан новый двигатель сначала 11Д47, конструкцией КБ «Химмаш», главный конструктор А.М. Исаев. В дальнейшем двигатель проходил технологическую доработку и дальнейшее серийное производство отрабатывалось на Красноярском машиностроительном заводе. Ракета создавалась под руководством ОКБ-10 под руководством главного конструктора М. Ф. Решетнева. Позднее двигатель 11Д47 был модернизирован и получил индекс 11Д49. Конструкторами была предложено оригинальное техническое решение, позволяющее запускать спутники на круговые орбиты путем введения «пунктирного» участка стабилизированного полёта. Для реализации идеи была принята двухимпульсная схема включения маршевого ЖРД второй ступени. Первый пуск ракеты «Космос-ЗМ» состоялся 15 мая 1967.

До 1971 года изготавливалась на заводе «Красмаш», затем ее производство было передано на-ПО «Полет» (г. Омск). Изготавливалась данная РН до 1991 г.

РН «Космос-ЗМ» выводила два российских космических аппарата «Можаец-4» и «Ларец», а также блок зарубежных космических аппаратов в составе микроспутников КЮЕЫА8АТ-1 (Нигерия), Б1Ь8АТ-1 (Турция), иК-БЫС (Великобритания) и КАКТ8АТ-4 (Южная Корея).

В заключение можно сделать вывод о том, что использование принципа технической преемственности позволило существенно уменьшить затраты и время, нужное для разработки новых ЖРД.

Библиографические ссылки

1. Железняков А. Космонавтика. Хроника освоения космоса : энцикл. 1962.

2. Ягодников Д. А. Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2011.

© Васянина А. Ю., Тонких А. А., Савчин Д. А., 2015