Московський Державний Технічний Університет ім .
Н.Е. Баумана
Західноєвропейські
ракети-носії серії «Аріан»
Виконав: студент групи М1-42 Сергій Мельников
(e-mail: king.midas @ mtu-net.ru)
Зміст:
Введення
Характеристики ЖРД окремих ступенів
Схематичне зображення ракети-носія
Порівняння програм польоту ракет серії «Аріан»
Про конкуренцію між «Спейс Шаттл» і «Аріан»
Перспективні моделі «Аріан-3» і «Аріан-4»
Перспективи експлуатації
Стартовий комплекс
Деякі історичні факти
П'ятий запуск (L-5)
Шостий запуск (L-6)
Плани запусків ракет-носіїв «Аріан»
Про витратах на програму «Аріан»
Список літератури
Західноєвропейська організація ESA в 1983 році займалася розробкою ракет-носіїв
«Аріан-2» і «Аріан-3», що представляють собою вдосконалені варіанти експлуатованої в даний час ракети-носія «Аріан-1». Ракета «Аріан-1» може вивести на орбіту з висотою
перігерія 200 км, висотою апогею ~ 36 000 км і нахилом 8 ° корисне навантаження масою 1780 кг, ракета «Аріан-2»
- 2210 кг, ракета «Аріан-3» - 2580 кг. Ракета «Аріан-3» являє собою ракету «Аріан-2», додатково оснащену стартовими прискорювачами. Першою була запущена ракета «Аріан-3».
Нижче перераховуються основні відмінності ракети «Аріан-3» від ракети «Аріан-1» (на рис. 1 показано розташування елементів і вузлів
ракети «Аріан-3», які мають ці відмінності).
1. Змінено форму (з конуса) на подвійний конус) носка головного обтічника, що дозволило збільшити обсяг для розміщення корисної
навантаження без збільшення довжини і максимальної довжини обтічника.
2. Збільшено на 0.5 м довжина конструкції «Сільда», що розміщується під головним обтічником, що дозволяє виводити на орбіту два
супутника PAM-D.
3. Подовжений бакових відсік третього ступеня, що дозволило збільшити запас палива (рідкий водень і рідкий кисень) на сходи з 8 до
10.5 т.
4. Тиск в камері згоряння ЖРД НМ-7 на третьому щаблі підвищено з 30 до 35 атм.
5. Довжина сопла ЖРД третього ступеня збільшена на 0.2 м, що дозволило підвищити питому імпульс приблизно на 4 кг * с/кг.
6. Тиск в камері згоряння ЖРД «Вікінг-4» на другому ступені збільшена з 53.5 до 58.5 атм. У цьому РРД, а також у ЖРД, «Вікінг-5» на
першого ступеня, як пальне використовується не чистий несиметричний діметілгідрозін (НДМГ), а суміш НДМГ
(75%) з Гидразингидрат (25%), що зменшило ймовірність виникнення нестійкого горіння.
7. Модифицирован межбаковий відсік першого ступеню в розрахунку на кріплення підвісних
твердопаливних прискорювачів.
8. Передбачено використання двох твердопаливних прискорювачів.
9. Модифіковано подмоторная рама ЖРД перші щаблі в розрахунку на кріплення підвісних прискорювачів.
10. Тиск в камері згоряння ЖРД «Вікінг-5» на першій ступені збільшена з 53.5 до 58.5 атм.
Характеристики ЖРД окремих ступенів і стартових прискорювачів ракети «Аріан-3»:
Назва та кількість двигунів
Паливо
(маса, т)
Тяга, т
Тиск в камері згоряння, атм
Продовж-ність роботи, з
Стартові прискорювачі
2 РДТТ
Тверде
(2х7.3)
70
26-30
Перший ступінь
4 ЖРД
«Вікінг-5»
N204
(94.2)
НДМГ + гід -
разінгідрат
(50.9)
67
(на рівні моря)
58.5
142
Другий ступінь
1 ЖРД
«Вікінг-4»
N2O4
(21.7)
НДМГ + гід-разінгідрат
(11.8)
77
(у вакуумі)
58.5
140
Третій ступінь
1 ЖРД
НМ-7
Н2
(2.4)
О2
(8.1)
6
(у вакуумі)
35
735
Порівняння програм польоту ракет «Аріан-1», «Аріан-2» і «Аріан-3»:
«Аріан-1»
«Аріан-2»
«Аріан-3»
Бортове час відділення прискорювачів, з
34
Висота польоту в цей момент, км
4
Швидкість польоту в цей момент, м/с
255
Бортове час відділення першого ступеня, з
154
144
138
Висота польоту в цей момент, км
57
51
55
Швидкість польоту в цей момент, м/с
1810
1850
2100
Бортове час відділення головного обтічника, з
250
225
219
Висота польоту в цей момент, км
108
107
108
Швидкість польоту в цей момент, м/с
3250
3040
3165
Бортове час відділення другого ступеня, з
298
273
273
Висота польоту в цей момент, км
141
146
147
Швидкість польоту в цей момент, м/с
4740
4470
4725
Бортове час виведення підлогу. навантаження на орбіту, з
870
994
994
Висота польоту в цей момент, км
212
210
216
Швидкість польоту в цей момент, м/с
9755
9755
9750
Витрати на розробку ракет «Аріан-2» і «Аріан-3» оцінюють приблизно в 75 млн. дол в
цінах 1979 року. Для порівняння вказується, що витрати на розробку ракети-носія «Аріан-1»
перевищили 1 млрд. дол в цінах 1980 року.
Про конкуренцію між МТКК «Спейс Шаттл» і західноєвропейської ракетою-носієм «Аріан»
Як уже повідомлялося, консорціум ITSO віддав перевагу МТКК «Спейс Шаттл»
ракети-носія «Аріан-4-4LP» як носій для перших двох супутників моделі INTELSAT-6. На думку спостерігачів,
однією з причин такого рішення були менші витрати у разі використання МТКК, причому NASA в даному
випадку знизило вартість фрахту в порівнянні з оголошеною фіксованою величиною для періоду з 1 жовтня 1985 по 30 вересня 1988 року.
Характерно, що вперше в своїй практиці NASA заборонило поширювати будь-яку інформацію про фінансовий бік
своєї пропозиції.
Повідомляється, що в конкурентній боротьбі за надання носіїв
для інших трьох супутників моделі INTELSAT-6 консорціум «Аріанспейс» переглянув фінансову сторону своєї пропозиції.
Перспективні моделі «Аріан-3» і «Аріан-4»
Ракети-носії «Аріан-4» повинні використовувати навісні
твердопаливні та рідинні прискорювачі. Твердопаливні прискорювачі виготовляє італійська фірма Difesa e Spazio, рідинні - західнонімецький
концерн MBB/ERNO. Контракт (30 млн. марок) на рідинні прискорювачі передбачає виготовлення шести зразків: двох для
міцнісних та вібраційних випробувань (з середини 1984 року), двох для вогневих випробувань (наприкінці 1984 року) і двох для літніх випробувань у складі першої
ракети «Аріан-4», запуск якої був намічений на кінець 1985 року. Концерн MBB/ERNO залучив італійську фірму Aeritalia (паливні баки), бельгійську
фірму SABCA (подмоторная рама, межбаковий відсік і передня спідниця), французьке об'єднання Aerospatiable (система відділення) і
нідерландську фірму Fokker (головний обтічник). Для спрощення конструкції прискорювача засоби управління його воспламенітельним пристроєм,
піротехнічними пристроями і телеметричної системою розміщені в межбаковом відсіку першого ступеня ракети, де
має достатній вільний об'єм. Збірка прискорювача буде вироблятися на заводі концерну MBB/ERNO в Бремені (ФРН). Планується збірка
в горизонтальному положенні, а не у вертикальному, як практикується в даний час для ступенів ракети «Аріан». Вказується, що в результаті витрати на
збірку скоротяться в чотири рази за рахунок робочих платформ та іншого спеціалізованого обладнання.
Національне управління аерокосмічних досліджень (ONERA) планує провести в
аеродинамічній трубі випробування діючої масштабної моделі «Аріан-4» для оцінки аеродинамічних характеристик і закінчується потоку газів двигунів. У
Зокрема, у 1984 році намічені випробування моделі ракети «Аріан-4-4L», яка має найкращі
енергетичні характеристики з усіх варіантів ракети «Аріан-4». Модель оснащується вісьмома працюють ЖРД (чотири ЖРД першого ступеня і чотири ЖРД
навісних рідинних блоків).
Твердопаливні прискорювачі для ракети «Аріан-3» розробила
італійська фірма Difesa e Spazio. Перші випробування прискорювача були невдалими, всі наступні - успішними. Після восьмих випробувань, проведених
15 липня 1983, прискорювач отримав свідоцтво про льотної придатності. При сьомих випробуваннях прискорювач був встановлений вертикально, при всіх інших --
горизонтально.
Перспективи експлуатації
Консорціум «Аріанспейс», що експлуатує західноєвропейські
ракети-носії «Аріан», повідомив, що він одержав заявку на запуск цієї ракетою-носієм італійського передексплуатаційних супутника зв'язку «Італсат» в
1987 році. З урахуванням цієї заявки остаточно затверджені 22 запуски супутників ракетами-носіями «Аріан». Власники цих супутників мають виплатити консорціуму
«Аріанспейс» в цілому близько 600 млн. дол Відзначається, що приблизно половина заявок виходить від власників корисних навантажень з неєвропейських країн.
До теперішнього часу консорціум «Аріанспейс» замовив 24 ракети-носія «Аріан».
Стартовий комплекс
На полігоні Куру у Французькій Гвінеї споруджується друга
стартовий комплекс для ракет-носіїв «Аріан». На цьому комплексі передбачається використання двох мобільних стартових столів: одного для
ракет «Аріан-2» і «Аріан-3», другий для ракет «Аріан-4». Перший стіл має велику висоту, оскільки висота ракет «Аріан-2» і «Аріан-3» менше, ніж ракети
«Аріан-4». Опори для ракети на стартовому столі за контрактом (3.5 млн. ФНТ. Стерли. В цінах 1980 року), організації ESA створює англійська фірма British Aerospace Dynamic. Опори для стартового столу ракет
«Аріан-2» і «Аріан-3» фірма повинна поставити в кінці 1984 року, для стартового столу ракет «Аріан-4» - на початку 1985 року. Перший запуск ракети «Аріан-3» з
стартового комплексу ELA-2 заплановано на початок 1985 року, перший запуск ракети «Аріан-4» - на грудень 1985 року.
З комплексу ELA-2 можна буде щорічно запускати 12 ракет-носіїв
«Аріан» (з комплексу ELA-1 - шість). Потрібних витрати на його будівництво оцінюють в 700 млн. франків. На
будівництві зайнято 450 чоловік, з них 150 прибули з західноєвропейських країн. Будівництво ведуть французькі
(52,7% від вартості робіт), західнонімецькі (22%), бельгійські (11,5%), англійські, датські, іспанські, італійські
і швейцарські фірми.
Деякі історичні факти
ВЕЛИКОБРИТАНІЯ
Про супутниках «Юнісат»
Цей супутник забезпечить ретрансляцію двох програм «Бі-Бі-Сі» на
Велику Британію і Західну Європу, а, крім того, передачу даних з високою інформативністю між абонентами Великобританії та абонентами США (в останньому
випадку - з використанням як ретрансляторів супутників INTELSAT). Перший супутник «Юнісат»
планують вивести на орбіту на початку 1986 року приблизно ракетою-носієм «Аріан-4».
ВЕЛИКОБРИТАНІЯ-ФРАНЦІЯ
Про супутнику «Євростар» (ESC/«Телеском I»)
Англійська фірма BAC і французька фірма Matra створили консорціум Satcom Int. Для розробки супутника
«Євростар». Експериментальний зразок супутника, який отримав назви «Атос» і «ST-100», повинен бути виведений на
стаціонарну орбіту в грудні 1985 року ракетою-носієм «Аріан-4» при першому її запуску.
ESA
Про супутнику ERS-1 для дослідження природних ресурсів
Західноєвропейський супутник ERS-1, призначений для
дослідження природних ресурсів моря, повинен бути запущений в кінці 1987 року ракетою-носієм «Аріан-3». Цей супутник буде використовувати
модифікований відсік службового обладнання, розроблений для французького супутника «Спот», призначеного для дослідження природних ресурсів суші.
Модифікації піддасться енергетична установка, яка повинна забезпечити більшу потужність, також
бортова рухова установка, яка повинна нести 300 кг гідразину, удвічі більше, ніж на супутнику «Спот».
Скандинавські країни
Про супутнику «Теле-Х»
Експериментальний супутник зв'язку «Теле-Х» повинен бути запущений в
1986 ракетою-носієм «Аріан». Розрахункова точка стояння на стаціонарній орбіті - над 5
