Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Ариана 4
Ariane42P rocket.png
52-й Ariane 4 со спутником TOPEX / Poseidon .
ФункцияРасходуемая ракета-носитель
ПроизводительArianeGroup
Страна происхожденияЕвропа
Размер
Высота58,72 м (192,7 футов)
Диаметр3,8 м (12 футов)
Масса240 000–470 000 кг (530 000–1 040 000 фунтов)
Этапы2
Емкость
Полезная нагрузка на НОО [ требуются высота и наклон ]
Масса5,000–7,600 кг (11,000–16,800 фунтов)
Полезная нагрузка в GTO
Масса2,000–4,300 кг (4,400–9,500 фунтов)
История запуска
Положение делНа пенсии
Запустить сайтыКуру , ELA-2
Всего запусков116
( 40: 7, 42Л : 15, 42Л: 13)
( 44Л: 15, 44ЛП: 26, 44Л: 40)
Успех (а)113
( 40: 7, 42Л : 14, 42Л: 13)
( 44П: 15, 44ЛП: 25, 44Л: 39)
Отказ (ы)3 ( 42П: 1, 44Л: 1, 44ЛП: 1)
Первый полет
  • 40:22 января 1990 г.
  • 42P: 20 ноября 1990 г.
  • 42L: 12 мая 1993 г.
  • 44P: 4 апреля 1991 г.
  • 44LP: 15 июня 1988 г.
  • 44L: 5 июня 1989 г.
Последний полет
  • 40: 3 декабря 1999 г.
  • 42P: 4 мая 2002 г.
  • 42L: 23 января 2002 г.
  • 44P: 25 сентября 2001 г.
  • 44LP: 27 ноября 2001 г.
  • 44L: 15 февраля 2003 г.
Бустеры (Ariane 42L, 44LP или 44L) - PAL
Нет бустеров0, 2 или 4
ДвигателиВикинг 6
Толкать752.003 кН
Удельный импульс278 секунд
Время горения142 секунды
ТопливоN 2 O 4 / НДМГ
Бустеры (Ariane 42P, 44LP или 44P) - PAP
Нет бустеров0, 2 или 4
Толкать650 кН
Время горения33 секунды
ТопливоCTPB 1613
Первый этап - L220
Двигатели4 Викинг 5С
Толкать3034,1 кН
Удельный импульс278 секунд
Время горения205 секунд
ТопливоN 2 O 4 / НДМГ
Вторая ступень - L33
Двигатели1 Викинг 4Б
Толкать720.965 кН
Удельный импульс296 секунд
Время горения132 секунды
ТопливоN 2 O 4 / НДМГ
Третий этап - H10
Двигатели1 HM7-B
Толкать62,703 кН
Удельный импульс446 секунд
Время горения759 секунд
ТопливоLH 2 / LOX

Ariane 4 был европейской расходной системой космодромов , разработанной национального центр космических исследований Франции (CNES), на французском космическом агентство, для Европейского космического агентства (ЕКА). Он был произведен ArianeGroup и продан Arianespace . С момента своего первого полета 15 июня 1988 г. до последнего полета 15 февраля 2003 г. было выполнено 113 успешных запусков из 116 запусков.

В 1982 году программа Ariane 4 была одобрена ESA. В значительной степени опираясь на предыдущий Ariane 3 , он был разработан, чтобы предоставить пусковую установку, способную доставлять более тяжелые полезные нагрузки и с более низкой стоимостью за килограмм, чем более ранние представители семейства Ariane. Ariane 4 был главным образом эволюцией существующих технологий, а не революционным по своему дизайну; этот подход быстро получил поддержку большинства членов ESA, которые финансировали и участвовали в его разработке и эксплуатации. Ariane 4 может быть оснащен широким спектром накладных ускорителей и зарекомендовал себя как чрезвычайно универсальная пусковая установка.

После ввода в эксплуатацию пусковая установка вскоре стала признанной идеальной для запуска спутников связи и наблюдения Земли , а также для научных исследований. За время своего существования Ariane 4 сумела захватить 50% рынка запусков коммерческих спутников, убедительно продемонстрировав способность Европы конкурировать в секторе коммерческих запусков. [1] В феврале 2003 года была запущена последняя версия Ariane 4; Arianespace решила отказаться от этого типа в пользу более нового и большего Ariane 5 , который фактически заменил его в эксплуатации.

Развитие [ править ]

Истоки [ править ]

В 1973 году одиннадцать стран решили продолжить совместное сотрудничество в области исследования космоса и сформировали новую общенациональную организацию для выполнения этой миссии - Европейское космическое агентство (ЕКА). [2] Шесть лет спустя, в декабре 1979 года, прибытие мощной европейской одноразовой пусковой системы ознаменовалось успешным запуском первой пусковой установки Ariane 1 из Центра пространственной Гайаны (CSG) в Куру , Французская Гвиана . [3] Ariane 1 вскоре стал считаться способной и конкурентоспособной ракетой-носителем по сравнению с конкурирующими платформами, предлагаемыми Советским Союзом иСоединенные Штаты Америки , и вскоре за ними последовали улучшенные производные в виде Ariane 2 и Ariane 3 . К началу 1986 года Ariane 1 вместе с Ariane 2 и Ariane 3 стали доминирующей ракетной установкой на мировом рынке. [4]

В январе 1982 года ЕКА выдало разрешение на разработку и строительство Ariane 4; В программе разработки была заявлена ​​цель увеличения полезной нагрузки на 90%. [5] Ariane 4 будет значительно более крупной и гибкой ракетой-носителем, чем предыдущие члены ее семейства, поскольку она предназначена для конкуренции с лучшими ракетными установками по всему миру. Для сравнения, в то время как Ariane 1 имел типичный вес 207 тонн и мог выводить на орбиту полезные нагрузки массой до 1,7 тонны; более крупный Ariane 4 имел типичный вес 470 тонн и мог загружать на орбиту полезную нагрузку до 4,2 тонны. [6] Работа над Ariane 4 была существенно облегчена за счет значительного использования как технологий, так и опыта, полученного при производстве и эксплуатации более ранних моделейРакета "Ариан" . Общая стоимость разработки Ariane 4 была оценена в 476 миллионов европейских денежных единиц (ЭКЮ) в 1986 году [5].

Ставя перед собой требование создать ракету с существенно большей тягой, группа разработчиков рассмотрела различные подходы для достижения этой цели. [7] Одна из исследованных концепций включала добавление пятого двигателя к увеличенной первой ступени Ariane 3, но было обнаружено, что для достижения этой цели потребовался очень высокий уровень работы по переработке; вместо этого первая ступень была удлинена, чтобы вместить 210 тонн топлива вместо 145 тонн, присутствующих на Ariane 3. Хотя вторая и третья ступени остались идентичными Ariane 3, был разработан ряд накладных ускорителей для применения на тип, предназначенный для постепенного увеличения грузоподъемности ракеты. [7] В целом, Ariane 4 был на 15% меньше, чем Ariane 3. [8]

Фактически, Ariane 4 был усовершенствованным и усовершенствованным производным более раннего Ariane 3, в основном отличавшимся применением различных твердотопливных и жидкостных ускорителей, последний был единственной полностью новой конструктивной особенностью Ariane 4; на тот момент практика использования жидкостных ускорителей была необычной, поскольку ранее они использовались только в китайской космической программе . [7] Еще одним нововведением Ariane 4 стал обтекатель SPELDA (Structure Porteuse Externe de Lancement Double Ariane) с двойным запуском. [8]Это имело функцию разрешить пару спутников, один помещенный поверх другого; Возможна установка нескольких различных носовых обтекателей SPELDA, включая обычные и удлиненные модели. SPELDA был значительно легче своего предшественника; в системе наведения также использовались гораздо более точные кольцевые лазерные гироскопы . [8] По словам автора авиации Брайана Харви, успехи, присутствующие в конструкции Ariane 4, представляют собой консервативную и эволюционную, а не революционную философию. [8]

Объединение и построение [ править ]

По мере того, как программа Ariane 4 формировалась, она получила поддержку Бельгии , Дании , Испании , Ирландии , Италии , Нидерландов , Германии , Великобритании , Франции , Швеции и Швейцарии . [8] Основными подрядчиками были Aérospatiale (ответственный за первый и второй этапы), Messerschmitt-Bölkow-Blohm (MBB) (производство ускорителей на жидком топливе), Société Européenne de Propulsion (SEP) (производитель двигателей), Matra (оборудование отсек в сборе),Air Liquide (производство резервуаров третьей ступени и изоляции), BPD Snia (производитель твердотопливных ускорителей) и British Aerospace / Contraves Space AG (производители обтекателей). [8] за свою работу над Ariane 4 команда запуска была впоследствии награждена премией Space Achievement Award от Space Foundation в 2004 году. [9]

В связи с разработкой самого Ariane 4, в Центре Пространственной Гайаны были построены новая специально построенная площадка для подготовки к запуску и стартовая площадка для ракеты, совместно обозначенная как ELA-2 , для обслуживания Ariane 4 и обеспечения скорости запуска. 8 пусков в год (этот подвиг был почти беспрецедентным для одной большой ракеты, кроме как в Советском Союзе). [10] В отличие от более раннего ELA-1которые использовались для предыдущих членов семейства Ariane и других ракет, подготовка к запуску ракеты будет проводиться в специально построенном 80-метровом зале, а не на самой площадке; Готовая ракета затем транспортировалась по специально спроектированной железной дороге для медленного перехода от зала к стартовой площадке, что занимало один час. Эта железная дорога давала дополнительное преимущество, позволяя извлекать неисправные ракеты с площадки и относительно быстро заменять их. [7]

15 июня 1988 г. был осуществлен первый успешный запуск "Ариан-4". [8] Для этого первого испытательного полета было решено запустить вторую по мощности версию ракеты, обозначенную 44LP , оснащенную четырьмя главными двигателями, двумя твердотопливными ускорителями и двумя жидкостными ускорителями; он также был снабжен многоспутниковым обтекателем SPELDA. Через 50 секунд после взлета твердотопливные ускорители будут израсходованы и отсоединены, чтобы уменьшить вес ракеты. [8] Через 143 секунды после взлета также отсоединились жидкостные ускорители, что еще больше облегчило транспортное средство. Первый полет был признан успешным, поскольку на орбиту были выведены несколько спутников. [8]

Дальнейшее развитие [ править ]

Для запуска V50 и далее улучшенная третья ступень, известная как H10 + , была адаптирована для Ariane 4. [11] Третья ступень H10 + была оснащена новым танком, который был на 26 кг легче, на 32 см длиннее и содержал на 340 кг больше. топлива, что повысило общую грузоподъемность ракеты на 110 кг и увеличило время ее горения на 20 секунд. [11]

Еще до первого полета Ariane 4 уже началась разработка преемника, получившего обозначение Ariane 5 . [12] В январе 1985 года Ariane 5 был официально принят в качестве программы ЕКА. Ему не хватало высоких уровней общности, которые были у Ariane 4 со своими предшественниками, и он был разработан не только для запуска более тяжелых грузов массой до 5,2 тонн и с 20% снижением затрат по сравнению с Ariane 4, но и для более высокого запаса прочности. в связи с тем, что Ariane 5 был разработан для проведения пилотируемых космических запусков, а также для перевозки астронавтов с использованием предлагаемого космического корабля Hermes . [13]Разработка Ariane 5 не обошлась без разногласий, поскольку некоторые члены ЕКА считали, что более зрелая Ariane 4 больше подходит для удовлетворения установленных потребностей в таких пусковых установках; Именно по этой причине Великобритания отказалась участвовать в программе Ariane 5. [14] В течение нескольких лет пусковые установки Ariane 4 и Ariane 5 использовались как взаимозаменяемые; однако в конечном итоге было решено прекратить все операции с Ariane 4 и сосредоточиться на более новом Ariane 5. [15]

Дизайн [ править ]

Ariane 4 был последним развитием предыдущих членов семейства ракет Ariane . По сравнению с Ariane 2 и Ariane 3 , Ariane 4 отличался удлиненной первой (на 61%) и третьей ступенями, усиленной конструкцией, новой компоновкой силового отсека, новой авионикой и двойным двойным Ariane SPELDA ( Structure Porteuse Externe de Lancement Double Ariane ). -перевозчик грузов. В базовой версии 40 не использовались навесные двигатели, в то время как в вариантах Ariane 42L, 44L, 42P, 44P и 44LP использовались различные комбинации твердотельных и жидкостных бустеров . Первоначально разработан для вывода на геостационарную орбиту полезной нагрузки массой 2000–4200 кг., шесть вариантов Ariane 4 с помощью накладных ускорителей несколько раз позволяли запускать полезную нагрузку, превышающую 4,9 тонны. По словам Харви, пусковая установка Ariane 4 снизила затраты на запуск за килограмм на 55% по сравнению с оригинальной Ariane 1 . [8]

Ракета использовалась в нескольких вариантах - она ​​могла быть оснащена двумя или четырьмя дополнительными твердотопливными (PAP для Propulseurs d'Appoint à Poudre ) или жидкостными ракетами-носителями (PAL для Propulseurs d'Appoint à Liquide ). Ракета-носитель включала в себя спутниковую систему-носитель полезной нагрузки под названием SPELDA ( Structure porteuse externe de lancement double Ariane , французское название External Carrying Structure for Ariane Double Launches ) для запуска более одного спутника за раз. Ракета захватила почти 60% мирового рынка коммерческих пусковых услуг, обслуживая как европейских, так и международных клиентов. [16]На вершине третьей ступени находилась ступень оборудования транспортного средства, в которой размещался компьютер, который выполнял различные функции, включая определение последовательности, наведение, управление, отслеживание, телеметрию и самоуничтожение с помощью взрывчатых веществ. [8]

Ariane 4 AR 40 был базовой версией с тремя ступенями: высотой 58,4 м, диаметром 3,8 м, взлетной массой 245000 кг и максимальной полезной нагрузкой 2100 кг на ГТО или 5000 кг на низкую околоземную орбиту (НОО). Основную мощность обеспечивали четыре двигателя Viking 2B , каждый из которых давал тягу 667 кН. Вторая ступень приводилась в действие одним двигателем Viking 4B, а третья ступень была оснащена двигателем на жидком кислороде / жидком водороде HM7-B . Ariane 4 AR 44L, оснащенный четырьмя обвязками для ракет на жидком топливе, представлял собой четырехступенчатую ракету весом 470000 кг, способную передавать 4730 кг полезной нагрузки на ГТО или 7600 кг на ГТО. ЛЕО.

5 из 6 версий Ariane 4
МодельPALPAPПолезная нагрузка на ГТО (кг)ЗапускаетУспеховДата отказа
AR 4000210077
AR 42P02293015141 декабря 1994 г.
AR 42L2034801313
AR 44P0434601515
AR 44LP224220262524 января 1994 г.
AR 44L404720403922 февраля 1990 г.

История операций [ править ]

Основная статья: Список запусков Ariane

В июне 1988 года состоялся первый успешный полет Ariane 4. С тех пор Ariane 4 совершил 116 полетов, 113 из которых были успешными, что составило 97,4%. 22 февраля 1990 года первая авария произошла во время восьмого запуска "Ариан-4": ракета взорвалась в 9 км над Куру. [17] После исчерпывающего расследования, которое обнаружило, что неизвестный посторонний объект заслонил водопровод, было рекомендовано в общей сложности 44 модификации, чтобы предотвратить любое повторение. Следующие 26 запусков были успешно завершены после этого. [11]

Система стала основой для запусков европейских спутников: 113 успешных запусков и три неудачных запуска. Ariane 4 обеспечил увеличение полезной нагрузки с 1700 кг для Ariane 3 до максимальных 4800 кг на геостационарной переходной орбите (GTO). Рекорд Ariane 4 для GTO составил 4946 кг. [18]

15 февраля 2003 г. произошел последний запуск ракеты Ariane 4, в результате которой Intelsat 907 был выведен на геостационарную орбиту . [19] Arianespace решила постепенно отказаться от пусковой установки Ariane 4 в пользу более новой ракеты Ariane 5 с большой грузоподъемностью , которая уже находилась на вооружении в течение нескольких лет. В 2011 году космический корабль средней грузоподъемности " Союз" дополнил линейку ракет-носителей из Центра Пространственной Гайаны . В космическом корабле, запущенном «Союзом», повторно использовались платформа полезной нагрузки и дозатор, которые изначально были разработаны для «Ариана». [20]

Сопоставимые ракеты [ править ]

  • Delta II (в отставке)
  • GSLV Mk II
  • GSLV Mk III
  • Длинный марш 2
  • Союз-У (в отставке)

См. Также [ править ]

  • Сравнение семейств орбитальных пусковых установок
  • Циклон-4 (украинская ракета-носитель с обтекателем унаследована от Ariane 4)

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Ariane 4 / Пусковые установки / Наша деятельность / ESA» . Европейское космическое агентство. 14 мая 2004 . Дата обращения 13 июня 2015 .
  2. ^ Harvey 2003, стр. 161-162.
  3. Перейти ↑ Harvey 2003, p. 169.
  4. Перейти ↑ Harvey 2003, p. 172.
  5. ^ а б «Энциклопедия астронавтики - Ариана» . Энциклопедия Astronautica . Дата обращения 13 июня 2015 .
  6. Перейти ↑ Harvey 2003, p. 178.
  7. ^ а б в г Харви 2003, стр. 179.
  8. ^ Б с д е е г ч я J K Харви 2003, стр. 180.
  9. ^ "Премия за космические достижения" . Космический симпозиум . Дата обращения 13 июня 2015 .
  10. Перейти ↑ Harvey 2003, pp. 178-179.
  11. ^ а б в Харви 2003, стр. 183.
  12. Перейти ↑ Harvey 2003, pp. 184-185.
  13. Перейти ↑ Harvey 2003, p. 185.
  14. Перейти ↑ Harvey 2003, p. 186.
  15. Перейти ↑ Harvey 2003, p. 193.
  16. ^ "Ariane 4, un défi pour l'Europe spatiale" [Ariane 4 - вызов космической промышленности Европы] (на французском). CNES . Дата обращения 13 июня 2015 .
  17. ^ Harvey 2003, стр. 182-183.
  18. ^ "Ариана 4" . Airbus Defense and Space . Дата обращения 13 июня 2015 .
  19. ^ "Intelsat 907 запущен в финальной миссии Ariane 4" . SpaceRef. 15 февраля 2003 . Дата обращения 13 июня 2015 .
  20. ^ "Руководство пользователя" Союз " (PDF) . Arianespace. Март 2012 . Дата обращения 13 июня 2015 .

Библиография [ править ]

  • Харви, Брайан. Космическая программа Европы: к Ариане и дальше. Springer Science & Business Media, 2003 ISBN 1-8523-3722-2 

Внешние ссылки [ править ]

  • Пусковые установки ESA Ariane 4
  • ФАС Ариан 4
  • Рисунок Ariane 4 в разрезе