Зенит, ракета. Ракета-носител 11K77 (Zenit)

RN 11K77 "Zenith" е ракета от среден клас, предназначена за автоматично изстрелване на граждански и военни сателити в околоземна орбита, както и пилотирани превозни средства. Има дву- и тристепенни модификации. Като гориво се използват керосин RG-1 и течен кислород.

Пример за взаимноизгодно сътрудничество

На въпроса дали ракетата "Зенит" е руска или украинска, не е лесно да се отговори. Основните структурни елементи са разработени в Днепропетровск в конструкторското бюро "Южно" с усилията на съветските инженери и учени. След разпадането на Светския съюз дизайнерското бюро попада под юрисдикцията на Украйна, запазвайки своя профил и продължавайки развитието на серията Zenith. Ракетите са сглобени и в днепропетровското предприятие "Южмаш".

Междувременно в руските предприятия бяха разработени и произведени важни структурни елементи. По-специално горните етапи на марката DM са произведени от RSC Energia, а ракетните двигатели RD-171 и RD-171M с течно гориво са произведени от NPO Energomash. Като цяло руските предприятия доставят 70% от компонентите. Можем да кажем, че Зенит е украинска ракета, а пълнежът й е руски.

История на създаването

Конструкторско бюро „Южное“ първоначално разработи двустепенна ракета-носител „Зенит“ с индекс 11К77 в края на 70-те - началото на 80-те години, в съответствие със заданието на Министерството на отбраната на СССР, за да има такава ракета-носител, която ще позволи бързо и ефективно попълване на военните групиране на сателити.

Съответно по време на проектирането му беше обърнато специално внимание на надеждността, лекотата на работа и скоростта на подготовка за изстрелване, което беше постигнато въз основа на широкото използване на стандартизацията и автоматизацията. Ракетите-носители от тежък клас по дефиниция не могат да бъдат мобилни, затова дизайнерите са се фокусирали върху проектирането на ракета-носител от среден клас.

За разлика от системите, разработени в предишни години, този дизайн използва най-модерните технологии за подготовка и стартиране, разработени от NII SK, партньор на Yuzhnoye KB в много проекти.

Полетни операции

Втората област на приложение на първоначалната версия на Zenit-2 11K77 LV беше да поддържа полети до орбиталната станция Мир с екипаж на борда. За да отговори на всички изисквания за ракети-носители за пилотирани космически кораби, Zenit LV е проектиран със значително вътрешно резервиране и много други мерки за подобряване на надеждността.

Основни конструктивни параметри

Zenit е ракета-носител, чиито технически характеристики и конструктивни параметри отговарят на най-добрите международни стандарти. Особено забележителен е фактът, че повече от 90% от общата маса на етапите се отчита от горивото. Така дизайнът на двата етапа се оказва един от най-ефективните в съвременната космонавтика.

По отношение на 1-ви етап това до голяма степен се дължи на високата производителност на двигателя RD171M, както и липсата на странични ускорители. Липсата на странични бустери допълнително опростява подготовката за изстрелване, като е една от основните разлики между Zenit LV от другите ракети-носители. В допълнение, конструкцията на сцената се оказва по-ефективна, броят на пиротехниката е намален и общата надеждност е увеличена, тъй като няма нужда от механизми за разделяне на страничните ускорители. В допълнение, широк диапазон на управляемост на всички етапи на полета позволява на Zenit да се изстрелва при различни скорости на вятъра и при различни метеорологични условия, което също допринася за навременното и точно отстраняване на полезния товар.

Основни системи

Ракетата-носител разполага с пълен набор от бордово електронно оборудване, за да осигури работата на телеметричната система. Бордовата телеметрична система "Sirius" осигурява предаване на TMI чрез два отделни радиоканала към съществуващи NIP, разположени в Русия.

Разделяне на етапи - "топло": извършва се чрез стартиране на кормилния двигател от 2-ри етап, подкопаване на междустъпалните механични връзки и спиране с помощта на четири твърди горива от разделящата част на първия етап. След отстраняването му на безопасно разстояние се стартира основният двигател от 2-ри етап.

LV е оборудван със следните системи, за да осигури своята работа и работа в полет:

контролна система;
измервателна система;
система за подаване на пневмохидравлично гориво;
система за контрол на разхода на гориво;
система за контрол на зареждането с гориво;
система за безопасност на полета;
термостатираща система с въздух с високо налягане;
елементи на системата за контрол на температурата;
елементи на термостатиращата система;
хидравлични задвижващи системи;
противопожарна система.

Модернизация

НН "Зенит-2" след разпадането на СССР не потъва в забрава. Украинското предприятие "Южмаш", в тясно сътрудничество с руски и чуждестранни партньори, продължи развитието на проекта "Зенит". Разработени са ракетни системи, които позволяват изстрелвания от земята (Zenit-2SL B, Zenit-3SL B, Zenit-3SL BF) и от офшорни платформи (Zenit-3SL). Почти всички изстрелвания на наземни ракетни системи бяха извършени в Байконур.

Международният проект за морско изстрелване е организиран през 1995 г. с усилията на американската компания Boeing Commercial Space (40% от капитала), руската RSC Energia (25%), украинския PO Juzhmash и KB Yuzhnoye (общ дял 15%) и Норвежки корабостроители Aker Solutions (20%). Консорциумът имаше за цел по-удобни и икономични изстрелвания от офшорната платформа Odyssey, разположена в екватора. Демонстрационният тест на ракетата беше успешен. От 1999 г. има 32 успешни търговски изстрелвания, използващи Zenit-3SL LV, и 4 неуспешни. В момента поради негативни събития в Украйна украинската страна в проекта спря участието си.

Първи етап

Дизайнът на Zenit LV от първи етап включва:

междуетажна рамка;
двигател RD171 (RD171M);
отделение за опашка;
резервоари за гориво и окислител.

Междустъпалната рамка е преходно отделение от заварена ферма. Върху него е монтирана странична плоча от електрически пневматични съединители, която осигурява комуникация на НН и SC системи със съответните наземни системи преди изстрелването на ILV.

В резервоарите за гориво са разположени автоматичните блокове за управление на PGSP, сензорите SKZ, SURT, в резервоара за окислител, освен това са монтирани цилиндрите на системата за налягане. Четирикамерен двигател RD171M е поставен в опашното отделение, което е монтирано на долната крайна рамка с помощта на прътова рамка.

Двигател RD171

Електроцентралата е проектирана да създава сили на тяга и контрол по всички канали за стабилизация на ILV. Този двигател е инсталиран на първите етапи на всички модификации на ракетата-носител Zenit. В момента ракетата е оборудвана с подобрена модификация на RD171M. Въведени са промени в конструкцията на двигателя, насочени към подобряване на неговата надеждност и производителност.

RD171 използва най-модерните технологии за производство на ракетни двигатели с течно гориво, разработени от руски предприятия в областта на двигателното строителство. В момента модификацията RD171M е най-мощният ракетен двигател в света, тягата му по време на изстрелването (близо до Земята) е 740 tf.

Втори етап

Дизайнът на втория етап Zenit LV включва:

инструментален модул;
главен двигател RD120;
кормилен двигател RD8.
окислител и резервоари за гориво;
отделение за опашка.

Инструменталният модул съхранява основната част от авиониката на системата за управление и измервателната система. В резервоарите за гориво, както на първия етап, има сензори SURT, SKZ, автоматични блокове на PGSP, в резервоара за окислител има цилиндри на системата за налягане.

Опашното отделение с цилиндрична нитова силова обвивка е проектирано да побере двигателен блок, състоящ се от еднокамерен главен двигател RD120 и четирикамерен кормилен двигател RD8.

Зенит: ракета и нейните технически характеристики

По време на експлоатацията на ракети носители от всички видове бяха извършени 82 изстрелвания, повечето от които бяха абсолютно успешни (69 изстрелвания), 4 бяха частично неуспешни, останалите бяха ненормални.

Дължина на ракетата: 57-59,6 m.
Брой стъпки: 2 или 3.
Максимален диаметър: 3,9 m.
Полезен товар: 15 т за системи за морско изстрелване, 13,7 т за наземни системи.
Стартово тегло: 445-462 т.

Въпреки примера за успешно сътрудничество по международната програма Zenith, в момента ракетата не се произвежда поради нестабилната ситуация в Украйна.