Сравнение отечественных РН легкого класса Циклон-3, Рокот , Космос-3М

Диаметр, м 3.0

Стартовая масса, тонн до 189

Масса конструкции РКН, тонн 12.0.

Максимальная масса КА, кг: 

Hкр= 200 км 3600 кг

Hкр=1000 км 2500 кг

Максимальное количество КА, выводимых на орбиту в одном пуске 6.

Масса заправляемого топлива, тонн: 

-окислитель 123.9 т

-горючее 49.5 т

Тяга двигательной установки, тонн: 

-1 ступень (у земли) 270.4

-2 ступень (в пустоте) 

-3 ступень (в пустоте) 

    Выведение спутников на заданные орбиты осуществляется по схеме с двукратным включением двигательной установки 3 ступени. После первого включения полет 3 ступени происходит по переходной траектории, в расчетной точке которой вторым включением двигательной установки обеспечивается дополнительное приращение скорости, необходимое для выведения КА на требуемую орбиту.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3. РН Циклон-3

 

 

 

3. Космос-ЗМ

      Ракета-носитель  «Космос-3М» производится на ФГУП  ПО «Полет» с 1968 года. С тех  пор и до настоящего времени зарекомендовала себя в качестве самой надежной ракеты в своем классе. Коэффициент надежности составляет 0,97.

     С начала 1970-х  годов произведено более 750 успешных  пусков РН «Космос-3М». По программам  международного сотрудничества произведены запуски более 25 космических аппаратов.

     Двухступенчатая  ракета-носитель (РН) легкого класса  «Космос-ЗМ» предназначена для  выведения космических аппаратов (КА) различного назначения на  низкие и средние околоземные  орбиты.

    РН обеспечивает запуски КА на эллиптические и околокруговые орбиты высотой от 250 до 1700 км с наклонениями 51, 66, 74 и 83°, при этом масса полезного груза составляет от 1500 кг (высота орбиты 250 км) до 500 кг (высота 1700 км). Ракета-носитель «Космос-ЗМ» способна выводить на орбиту в одном пуске до 8 КА. Она также способна выводить КА массой до 850 кг на солнечно-синхронную орбиту высотой 475 км и наклонением 97,3°.

     Важнейшими  особенностями ракета-носитель «Космос-3М» являются ее универсальность и высокая надежность. В штатной эксплуатации РН находится с 1971 года.

     Ракета-носитель  «Космос-3М» состоит из двух ступеней и головного блока.

 На обеих ступенях  РН установлены ЖРД, работающие  на самовоспламеняющихся компонентах  ракетного топлива: окислитель – АК-27И (смесь азотной кислоты и азотного тетраоксида), горючее – НДМГ.

      Первая  ступень ракеты включает переходный  отсек, бак окислителя, межбаковый  отсек, бак горючего, силовое кольцо  и хвостовой отсек. На первой  ступени установлен четырехкамерный  жидкостный ракетный двигатель (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. На второй ступени установлена двигательная установка (С5.23,11Д49), в состав которой входят маршевый двигатель без дожигания с насосной системой подачи топлива и четырехсопловой рулевой двигатель с вытеснительной подачей компонентов в специальный газогенератор системы малой тяги.

    Для защиты  КА на атмосферном участке полета на РН «Космос-ЗМ» используется головной обтекатель. Он состоит из двух полустворок, соединенных в единое целое замками продольного стыка. Крепление обтекателя к приборному отсеку второй ступени осуществляется замками поперечного стыка. Космические аппараты устанавливаются под головным обтекателем на раму полезной нагрузки.

    Ступени соединены  по схеме «тандем». Разделение  ступеней производится по «полугорячей»  схеме. Сброс головного обтекателя  производится на участке полета  второй ступени на высоте около 75 км.

    С помощью  РН «Космос-ЗМ» по отечественным  программам осуществлены запуски  КА систем «Парус», «Цикада», «КОСПАС-SARSAT», «Гонец» по программе международного сотрудничества «Интеркосмос» - Ariabhata», «Bhaskara-1», «Bhaskara-2», «Signe-З», а также коммерческие запуски КА США, Швеции,

Мексики, Германии, Италии, Великобритании, Китая.

    Ведутся работы  по расширению возможностей РН  «Космос-ЗМ»:

обеспечена возможность попутного запуска одного или двух малых космических аппаратов, размещенных на основном космическом аппарате;

обеспечена возможность группового запуска нескольких малых КА, размещенных на специальном адаптере, оснащенном поворотными платформами и системами отделения; создан и успешно прошел летные испытания головной обтекатель РН с увеличенной зоной полезной нагрузки.

Стартовый и технический комплексы

      Ракетно-космический  комплекс «Космос» предназначен  для подготовки и запуска ракет-носителей  легкого класса «Космос-ЗМ», выводящих  на околоземную орбиту космические  аппараты различного назначения массой до 2 тонн, и позволяет легко адаптироваться к широкому спектру требований различного вида космических аппаратов.

     Космический  комплекс «Космос» является одним  из наиболее надежных в мире (97% успешных пусков) и состоит  из стартового и технического комплексов.

Стартовый комплекс (СК) - составная часть наземного стационарного космического ракетного комплекса (КРК) «Космос» - обеспечивает выполнение следующих основных задач: установка доставленной с технического комплекса (ТК) ракеты-носителя на пусковое устройство (ПУ); проведение полного цикла проверок, заправки, подготовки РН к пуску и пуск ее с КА.

 Стартовый комплекс включает:

-наземное технологическое  оборудование;

-оборудование для проверок  РН;

-оборудование для проверок КА;

-системы технического  обеспечения;

-инженерные сооружения.

     В состав  стартового комплекса входит  следующее основное технологическое  оборудование: стартовый стол (пусковое  устройство), кабель-мачта, ферма обслуживания, система заправки РН, система снабжения сжатыми газами, система дистанционного управления заправкой (СДУЗ), система пожаротушения.

Технологическое оборудование на стартовом комплексе позволяет проводить подготовку и стыковку модуля полезной нагрузки с РН в вертикальном положении.

    Технический комплекс (ТК) является составной частью КРК «Космос» и обеспечивает подготовку к пуску, доставку, сборку, все виды проверок, техническую поддержку и обслуживание.

     ТК выполняет  основные и вспомогательные операции  по приему, сборке и различного вида испытаниям РН «Космос», содержанию носителей в технических готовностях и проведению их технического обслуживания.

В состав ТК входят: серийное оборудование, строительные сооружения, комплект технических систем, комплекты технологического и проверочного оборудования РН.

    Основным сооружением  ТК является монтажно-испытательный  корпус (МИК), который предназначен  для сборки и испытаний РН, испытаний КА и его пристыковки  к РН, погрузки полностью собранной  РН на транспортно- установочную  тележку для дальнейшей транспортировки ее на СК.

     Наземный  комплекс для РН «Космос» включает  в себя две стартовые площадки, расположенные на космодроме  Плесецк, что позволяет выводить  полезные нагрузки на орбиты  с наклонениями 66°, 74° и 83°. Первый  пуск РН «Космос» состоялся в мае 1967 года, а к настоящему времени произведено уже более 400 пусков этой ракеты.

      Другой  наземный комплекс с двумя  пусковыми установками для РН  семейства «Космос» расположен  на полигоне Капустин Яр, что  позволяет выводить полезные  нагрузки на орбиты с наклонениями 48,5° и 51 Первый пуск с этого комплекса состоялся 26 января 1973 г. Основное отличие СК, расположенного на полигоне Капустин Яр, заключается в том, что при подготовке РН на СК используется один агрегат обслуживания для двух пусковых установок, а на космодроме Плесецк для каждой пусковой установки - свой агрегат обслуживания.

      Многолетняя  эксплуатация продемонстрировала  высокую надежность и работоспособность  всех систем.

 

4. Состояние этих ракет на  данный момент

       С уменьшением размеров конструктивное совершенство, а, следовательно, и массовая отдача РН снижаются, причем быстрее, чем падает стоимость разработки и создания РН. В результате удельная стоимость выведения КА у легких РН гораздо выше, чем у средних и тяжелых РН. По некоторым оценкам, этот показатель растет с уменьшением грузоподъемности с 8-10 тыс. долл./кг для тяжелых и средних РН до 30-40 тыс. долл./кг для легких РН. Последнее обстоятельство усугубляется и отмеченным уже небольшим количеством запусков малых КА. У российских легких РН свои проблемы. Почти все они используют токсичные компоненты топлива. Космические войска уже неоднократно заявляли об отказе от «гептиловых» РН. После «отстрела» РН «Циклон», «Космос» и «Рокот» новых заказов на них не будет. Что касается твердотопливной РН «Старт-1», то ее энергетические возможности для многих задач недостаточны. К тому же предприятия, выпускающие блоки для этой РН, в ближайшие годы будут загружены производством ракетных комплексов «Искандер», «Тополь-М», РС-24 и «Булава». Конверсионные РН «Рокот», «Днепр» и «Стрела» в ряде случаев, таких как выведение мини- и микроспутников на низкие орбиты, избыточны по энергетике. Лишь практически «даровая» стоимость снимаемых с вооружения баллистических ракет обеспечивает их коммерческую привлекательность. Но надо иметь в виду, что гарантийные сроки хранения РС-18 и РС-20, на базе которых созданы РН «Рокот» и «Днепр», не бесконечны.

     Кроме того, для повышения эффективности  проведения запусков в разработку, модернизацию и развитие космических систем необходимо вкладывать большие средства. По сведениям Международного совета по космическому бизнесу, на эти цели во всём мире расходуется более 18 млрд. долл.

      По утверждению  же российских экспертов, финансирование  отечественной космонавтики в последние годы было практически в 30 раз меньше, чем в США. Наша страна планирует выделять на развитие национальной космической программы всего 0,8-0,9 млрд долл. в год. Такое финансирование Федеральной космической программы (в лучшем случае) позволит России только не опуститься ниже второго-третьего места среди космических держав.

      Что касается  новых проектов РН «Ангара-1»  и «Союз-1», то их следует рассматривать  как прямую замену РН «Циклон-3». Для КА, ранее запускавшихся РН  «Космос-3М» или «Старт-1», эти перспективные РН переразмерены.  Учитывая степень новизны РН «Ангара-1», можно полагать, что на первых порах экономика этой РН коммерческих заказчиков может и не устраивать. Будущее же РН «Союз-1» неразрывно связано с проектом РН «Союз-2-3» и двигателем НК-33-1, однако следует помнить, что выпуск последнего прекращен более 30 лет назад.

 

Заключение

   В настоящее время наше ракетостроение выходит на новый уровень «в космическом деле», начались разработки новых РН и возобновления прошлых разработок столетия. Но из за небольшого финансирования не все разработки воплощаются в реальности, так как экономически это не выгодно, ведь основными потребителями ракетной техники всегда оставались министерство обороны РФ. В будущем Россия может претендовать лишь на 3-4 место среди космических держав, если даже не ниже. Но в общем начиная с 2000г. скачок в сторону ракетостроения виден на «ура», начались массовые разработки и конструирования многих РН, таких как «Ангара-1», «Союз-1», ракетных комплексов «Тополь-М», «Искандер», «Булава» и другие.

    В заключения  я хочу, представь таблицу характеристик  ракет «Циклон-3», «Космос-3М», «Рокот».

                                        

	«Рокот»	«Циклон-3»	«Космос-3М»
Стартовая масса РН/ масса ПГ, т	107/ 2	186-190/ 2,5-3,6	109/ 0,5-1,5
Длина/диаметр корпуса, м	28,5/ 2,5	39,3/ 3	32,4/ 2,4
Тип РН	3 ступенчатая, ЖРД	3 ступенчатый, ЖРД	2ступенчатый, ЖРД
Система управления РН	Автономная, инерциальная	Автономная, инерциальная	Автономная, инерциальная
Высота полета, км	200-1500	100-10000	250-1700
Количество пусков (общее сведение)	15 (на данный момент)	117 (с 1999гг.)	400 (с 1967гг.)

 

Список использованных источников

1. https://ru.wikipedia.org/wiki/Циклон-3
2. Сайт ПО «Полет», г. Омск
3. ГКНПЦ им. М. В. Хруничева Информация о РН «Рокот»
4. www.russianspaceweb.com/rockot.html История создания РН «Рокот»
5. Космос-3М