Ракета носитель «Циклон-3»

Описание:

Ракета-носитель (РН) «Циклон-3» (11К68) представляет собой трехступенчатую ракету легкого класса для запуска косми­ческих аппаратов различного назначения на низкие и средние круговые и эллиптические околоземные орбиты.

Ракета космического назначения «Циклон-3» создана на базе двухступенчатой межконтинентальной баллистической ракеты (МБР) Р-36 (8К69). Постановление правительства о разработке носителя 11К68 вышло 2 января 1970 г. Летно-конструкторские испытания РН «Циклон-3» начались 24 июня 1977 г. на космодроме Плесецк. В штатную эксплуатацию ракета принята в 1979 году. За время летных испытаний и штатной эксплуатации осуществлен 121 пуск данного носителя. На различные околоземные орбиты выведено свыше 230 космических аппаратов (КА) военного и народнохозяйс­твенного назначения. Также проводились запуски КА в рамках программ международ­ного сотрудничества.

Ракета «Циклон-3» выполнена по классической схеме «тандем», все ее ступени соединены последовательно. Третья ступень выполнена в ампульном варианте, обеспе­чивающем длительное хранение ракеты в заправленном состоянии.

Двигатели всех ступеней РН работают на самовоспламеняющемся, с высококипящими компонентами топливе: окислитель - азотный тетраоксид (AT); горючее - несимметричный диметилгидразин (НДМГ).

Важной особенностью РН «Циклон-3» является возможность двукратного запуска двигателя третьей ступени в условиях невесомости, что существенно расширяет возможности запуска КА на различные орбиты.

Система управления РН «Циклон-3» состоит из двух автономных систем: системы управления первой и второй ступеней и системы управления третьей ступени. Первая обеспечивает предстартовую подготовку, старт и управление движением РН до момента отде­ления третьей ступени, вторая - управление полетом на последующих участках выведения КА на орбиту.

Первая и вторая ступени РН «Циклон-3» (с учетом незначительных доработок) идентичны ступеням РН «Циклон-2» (11К69), разработанной на базе МБР Р-36.

Первая ступень состоит из переходного отсека (переходника), бака окислителя, приборного отсека, бака горючего и хвостового отсека.

Переходник представляет собой цилиндрический отсек клепаной конструкции, предназначенный для соединения первой и второй ступеней.

Приборный отсек предназначен для соединения бака окислителя и бака горючего первой ступени и размещения некоторых приборов системы управления и телеизмерений. По конструкции он аналогичен переходнику

Баки окислителя и горючего по конструкции аналогичны и представляют собой цилиндрические обечайки, закрытые с торцов сферическими днищами. Наддув топливных баков РН осуществляется продуктами сгорания самих компонентов топлива.  

В хвостовом отсеке цилиндрической формы размещается двигательная установка ступени и ряд агрегатов, а также пневмогидравлическая система. На нем имеются четыре опоры, с помощью которых РН устанавливается на пусковое устройство. Конструкция отсека - клепаная, аналогичная конструкции переходника и приборного отсека. На боковой поверхности хвостового отсека смонтированы четыре обтекателя, в которых размещены камеры рулевых двигателей. В каждом из этих обтекателей располагается также пороховой тормозной двигатель.

Двигательная установка первой ступени состоит из маршевого РД-261 и рулевого РД-68М.

Маршевый жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) РД-261 с турбонасосной системой подачи топлива разработан на НПО «Энергомаш» и выполнен по схеме без дожигания генераторного газа. Конструктивно этот шестикамерный двигатель состоит из трех одинаковых синхронно функционирующих блоков, собранных на общей раме и имеющих общую кабельную сеть. Каждый блок имеет две камеры, турбонасосный агрегат (ТНА) с рамой, восстановительный газогенератор (ГГ), пороховой стартер, агрегаты автоматики и трубопроводы.

Запуск всех трех блоков двигателя происходит синхронно примерно через две секунды после запуска рулевого двигателя. Первоначальная раскрутка ТНА осуществляется пороховыми стар­терами.

Рулевой двигатель РД-68М разра­ботки ГКБ «Южное» (г. Днепропетровск, Украина) имеет турбонасосную систему подачи и выполнен по схеме без дожи­гания. Он включает в себя четыре поворотные камеры (угол поворота ± 42°), ТНА, восстановительный ГГ, пороховой стартер, агрегаты автоматики и трубопроводы. Запуск и выключение - одноступенчатые. Поворот камер осуществляется гидроприводами.

Разделение ступеней обеспечивается за счет создания ускорения второй ступени работой рулевого двигателя и торможения отделяющейся части первой ступени срабатыванием РДТТ.

Вторая ступень состоит из трех отсеков - приборного, топливного и хвостового.

Приборный отсек клепаной конструкции из алюминиевых сплавов имеет коническую форму.

Топливный отсек представляет собой цилиндрическую оболочку, снабженную тремя сферическими днищами - верхним, промежуточным и нижним. Промежуточное днище делит объем топливного отсека на две полости - окис­лителя (верхнюю) и горючего (нижнюю). Наддув полостей в полете осуществляется от специальных газогенераторов.

Хвостовой отсек клепаной конструкции аналогичен хвостовому отсеку первой ступени. В нем смонтированы двигательная установка (ДУ) и агрегаты пневмогидравлической схемы второй ступени.

ДУ второй ступени также включает в себя два двигателя: маршевый РД-262 и рулевой РД-69М.

Маршевый двигатель второй ступени РД-262 разработан НПО «Энергомаш». Конструктивно РД-262 представляет собой «высотный» вариант одного блока двигателя РД-261 и имеет две камеры с увеличенным соплом и ТНА, расположенный между ними. С целью повышения экономичности выхлопной патрубок турбины заменен соплом. Истекая через сопло, отработавшие на турбине ТНА генераторные газы создают дополнительную тягу.

Рулевой двигатель второй ступени РД-69М разработки ГКБ «Южное» расположен идентично рулевому двигателю первой ступени. Он имеет четыре поворотные камеры, ТНА, восстановительный ГГ, агрегаты автоматики, пиростартер. По конструкции он также аналогичен рулевому двигателю первой ступени.

Разделение второй и третьей ступеней «холодное» и обеспечивается торможением корпуса отделяющейся части второй ступени с помощью двух РДТТ.

Третья ступень ракеты-носителя «Циклон-3» разработана в ампульном варианте на базе двигателя ГКБ «Южное» и состоит из рамы, топливного и хвостового отсеков.

Рама, к которой стыкуется КА, устанавливается в верхней части ступени.

Топливный отсек представляет собой тороидальный бак, состоящий из наружной и внутренней цилиндрических обечаек и трех днищ - верхнего, среднего и нижнего. Среднее днище разделяет топливный отсек (ТО) на две полости - окислителя и горючего. Наддув топливных баков третьей ступени осуществляется гелием из шаробаллона высокого давления. Запуск двигательной установки третьей ступени в невесомости обеспечивают сетчатые разделители вблизи устройств забора топлива. Во внутренней полости, образованной топливным отсеком, размещен маршевый ЖРД третьей ступени 11Д25.

Хвостовой отсек предназначен для размещения исполнительных органов системы управления с приводами и ЖРД малой тяги.

   Двигатель включает в себя камеру, ТНА, восстановительный ГГ, два пиростартера, систему выброса генераторных газов, раму, агрегаты автоматики и другие элементы. Все агрегаты ЖРД смонтированы на раме, которая крепится к нижнему шпангоуту бака горючего.

Создание управляющих усилий по всем каналам управления на участках работы основного двигателя третьей ступени обеспечивается перепуском генераторного газа после турбины через неподвижные сопла с помощью системы газораспределения. На пассивных участках полета управляющие усилия создаются включением ЖРД малой тяги.

Помимо маршевого двигателя, третья ступень РН «Циклон-3» снабжена специальной жидкостной реактивной систе­мой управления (ЖРС 11Д75), предназначенной для успокоения ступени с КА после отделения, ее ориентации и стабилизации в «свободном» полете и обеспечения запуска ее маршевого двигателя в условиях невесомости. Она работает на том же топливе, что и маршевый двигатель ступени, и фактически представляет собой ЖРД с вытеснительной подачей компонентов. В состав данной системы, питаемой из основных баков, входят десять неподвижных миниатюрных камер, пускоотсечные электрогидроклапаны, трубопроводы и элементы крепления на ступени. Восемь камер используются для обеспечения ориентации и стабилизации ступени по тангажу, рысканию и крену, а две - для создания осевой перегрузки перед повторным запуском маршевого ЖРД.

Третья ступень и КА размещаются под головным обтекателем, который сбрасывается во время полета второй ступени после прохождения плотных слоев атмосферы. Для отделения КА используется энергия восьми пружинных толкателей.

Информация взята с сайта www.roscosmos.ru