Протон (ракетное семейство)

Протон 8К82К

Запуск ракеты "Протон-К"
Функция	Орбитальная ракета-носитель
Производитель	Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева и Конструкторское бюро химической автоматики
Страна происхождения	Советский Союз ; Россия
Размер
Высота	53 метра (174 футов)
Диаметр	7,4 метра (24 футов)
Масса	693,81 тонны (1529600 фунтов) (3 ступени)
Этапы	М : 4 К : 3
Вместимость
Полезная нагрузка на НОО
Масса	23 700 кг (52 200 фунтов) [1]
Полезная нагрузка в GTO
Масса	6 300 кг (13 900 фунтов) [2]
История запуска
Статус	Активный
Сайты запуска	Байконур , LC-200 и LC-81
Всего запусков	425 М : 111 К : 310 Протон : 4
Успех (а)	378 M : 100 К : 275 Протон : 3
Отказ (ы)	34 M : 9 К : 24 Протон : 1
Частичный отказ (ы)	13 М : 2 К : 11
Первый полет	Протон: 16 июля 1965 г. Протон-К : 10 марта 1967 г. Протон-М : 7 апреля 2001 г.
Последний полет	Протон: 6 июля 1966 г. Протон-К: 30 марта 2012 г. Протон-М : 30 июля 2020 г.
Заметная полезная нагрузка	Салют 6 Салют 7 Мир Компоненты МКС ViaSat-1 ГЛОНАСС ЭкзоМарс Спектр-РГ
Первая ступень
Двигатели	6 РД-275
Толкать	10470 кН (2350000 фунтов е )
Время горения	126 с
Топливо	N 2 O 4 / НДМГ
Вторая стадия
Двигатели	3 RD-0210 и 1 RD-0211
Толкать	2399 кН (539 000 фунтов-силы) [3]
Удельный импульс	327 секунд (3,21 км / с)
Время горения	208 с
Топливо	N 2 O 4 / НДМГ
Третий этап
Двигатели	1 РД-0212
Толкать	630 кН (140000 фунтов-силы)
Удельный импульс	325 секунд (3,19 км / с)
Время горения	238 с
Топливо	N 2 O 4 / НДМГ
Четвертый этап - Блок-Д / ДМ
Двигатели	РД-58М
Толкать	83,4 кН (18700 фунтов силы)
Удельный импульс	349 секунд (3,42 км / с)
Время горения	770 с
Топливо	LOX / RP-1

Протон (русский: Протон) (официальное обозначение: УР-500 ) - это одноразовая стартовая система, используемая как для коммерческих, так и для правительственных космических запусков России. Первая ракета « Протон » была запущена в 1965 году. Современные версии системы запуска все еще используются по состоянию на 2020 год, что делает ее одним из самых успешных тяжелых ускорителей в истории космических полетов. Все Протоны строятся на заводе Государственного космического научно-производственного центра им. Хруничева в Москве и Конструкторском бюро химической автоматики ^[4] в Воронеже , транспортируются на космодром Байконур , переносятся на стартовую площадку горизонтально и поднимаются в вертикальное положение для запуска.^{[5] [6]}

Как и в случае со многими советскими ракетами, названия повторяющихся полезных нагрузок стали ассоциироваться с самой ракетой-носителем. Название «Протон» происходит от серии одноименных научных спутников , которые были одними из первых полезных нагрузок ракеты. Во время холодной войны западные спецслужбы обозначали его как D-1 / D-1e или SL-12 / SL-13 .

Мощность запуска на низкую околоземную орбиту составляет около 22,8 тонны (50 000 фунтов). ^[7] Геостационарная перегрузочная способность составляет около 6,3 тонны (14 000 фунтов). ^[8] Коммерческие запуски осуществляются компанией International Launch Services (ILS). ^[9] В 2013 году ракету планировали списать до 2030 года. ^[10]

По состоянию на июнь 2018 ^{[Обновить]}года производство ракеты «Протон» прекращается, поскольку новая ракета-носитель « Ангара » вступает в строй и вводится в эксплуатацию. Никаких новых контрактов на услуги по запуску «Протона» подписывать не будет. ^[11]

История [ править ]

Протон ^[12] начал свою жизнь как «сверхтяжелая межконтинентальная баллистическая ракета ». Он был разработан для запуска термоядерного оружия мощностью 100 мегатонн (или больше) на расстояние 13 000 км. Он был слишком велик для межконтинентальной баллистической ракеты и никогда не использовался в таком качестве. В конечном итоге он использовался как космическая ракета-носитель . Это было детище Владимира Челомея «конструкторского бюро с как фольги Сергея Королева » s N1 ракеты, целью которого было отправить двух человек ZONDкосмический корабль вокруг Луны; Королев открыто выступил против других разработок «Протона» и «Челомея» по использованию ядовитого топлива. Необычный внешний вид первой очереди связан с необходимостью перевозки комплектующих по железной дороге. Центральный бак окислителя имеет максимальную ширину для габарита колеи . Шесть окружающих его баков несут топливо и служат точками крепления двигателей. Несмотря на то , что они напоминают навесные бустеры , они не предназначены для отделения от центрального бака окислителя. Первая и вторая ступени соединены решетчатой ​​структурой. Двигатель второй ступени зажигается незадолго до отделения первой ступени, и решетка позволяет выхлопу выйти. ^[13]

Поспешная программа разработки привела к десяткам отказов в период с 1965 по 1972 год. Proton не завершил свои государственные испытания до 1977 года, после чего его надежность была признана выше 90%.

Конструкция «Протона» держалась в секрете до 1986 года, публике показывали только верхние ступени в видеоклипах и фотографиях, а первый раз, когда весь аппарат был показан внешнему миру, произошел во время телевизионного запуска « Мира» .

Серийное производство системы наведения, навигации и управления для «Протона» началось в 1964 году на производственном объединении «Коммунар» ( Харьков, Украина ). ^[14]

«Протон» запустил советские окололунные полеты без экипажа и был предназначен для первых советских окололунных космических полетов с экипажем до того, как Соединенные Штаты запустили миссию « Аполлон-8 ». Протон запустил Салют космических станций, на Mir сегмент сердечника и модулей расширения, и оба Заря и Звезда модули МКС .

Proton также запускает коммерческие спутники , большинство из которых находятся в ведении International Launch Services . Первый запуск ILS Proton состоялся 9 апреля 1996 года, когда был запущен спутник связи SES Astra 1F . ^[15]

В период с 1994 по середину 2010 года доходы Proton составляли 4,3 миллиарда долларов, а к 2011 году прогнозировалось увеличение до 6 миллиардов долларов ^[16].

В январе 2017 года «Протон» временно остановили из-за того, что производитель - Воронежский механический завод - заменил в двигателях жаропрочный сплав на более дешевый металл. ^{[17] [18]}

В июне 2018 года госкорпорация Роскосмос объявила о прекращении производства ракеты «Протон», когда новая ракета-носитель « Ангара » войдет в строй и начнет работать. Никаких новых контрактов на услуги по запуску «Протона» подписывать не будет. ^[11]

Proton выполнил свою последнюю запланированную коммерческую миссию 9 октября 2019 года, доставив Eutelsat 5 West B и Mission Extension Vehicle -1 на геостационарную орбиту. ^[19] Ряд миссий Роскосмоса и других правительственных миссий России остаются в манифесте запуска «Протона».

Протон 8К82К [ править ]

Версия ( индекс ГРАУ ) 8К82К теперь обычно называется «Протон К». Он питается очень токсичным несимметричным диметилгидразином и тетроксидом азота . ^[20] Это гиперголическое топливо, которое воспламеняется при контакте, что исключает необходимость в системе зажигания, и может храниться при температуре окружающей среды. Это позволяет избежать необходимости в компонентах, устойчивых к низким температурам, и позволяет ракете оставаться на площадке неопределенное время (другие пусковые установки с такой возможностью включают американские Titan II GLV , Titan III и Titan IV , китайские Long March 2 и Long 4 марта советский / украинскийПусковые установки « Циклон », советские / российские пусковые установки « Космос-3» и « Космос-3М » и европейские пусковые установки «Ариан 1 - Ариан 4 »). Напротив, криогенное топливо необходимо периодически пополнять по мере его кипения.

Четвертый этап имеет несколько вариантов в зависимости от миссии. Самый простой, Блок Д , использовался для межпланетных полетов. Блок Д не имел модуля наведения в зависимости от зонда для управления полетом. Три различных варианта Blok DM (DM, DM2 и DM-2M) были предназначены для высоких околоземных орбит. Blok D / DM были необычны тем, что топливо хранилось в тороидальном баке, вокруг двигателя и за баком окислителя.

Первоначальные испытания «Протона» в 1965–66 гг. Использовали только первые две ступени ракеты-носителя, а полный четырехступенчатый аппарат был запущен в первый раз в 1967 году. Когда в 1971 году началась реализация программы советской космической станции, «Протоны» начали летать с помощью «Блока». D снят для использования в качестве крупнотоннажной пусковой установки LEO.

Полезная нагрузка «Протона-К» включала все космические станции Советского Союза « Салют » , почти все модули « Мир» (за исключением стыковочного модуля , который был запущен на космическом шаттле США ), а также модули « Заря» и « Звезда» Международной космической станции . До отмены этой программы планировалось запустить пилотируемый космический корабль ТКС , хотя было выполнено несколько роботизированных полетов космических кораблей. Кроме того, предполагалось запустить космический самолет LKS 1970-х годов, который так и не был реализован. ^{[ необходима цитата ]}

Протон-М [ править ]

Первоначальная версия Proton M могла запускать 3–3,2 тонны (6 600–7 100 фунтов) на геостационарную орбиту или 5,5 тонны (12 000 фунтов) на геостационарную переходную орбиту . Он может разместить до 22 тонн (49000 фунтов) на низкой околоземной орбите с наклонением 51,6 градуса, на орбите Международной космической станции (МКС).

Усовершенствования «Протона М» включали модификации нижней ступени для уменьшения массы конструкции, увеличения тяги и полного использования топлива. Как правило, верхняя ступень с хранимым топливом Бриз-М ( русский язык : Бриз означает « Бриз» ) используется вместо ступени Блока Д или Блока ДМ , что устраняет необходимость в многократной подаче топлива и доливке кислорода из-за кипения; «Протон-М» также летал с разгонным блоком «Блок-ДМ». Также были предприняты усилия по снижению зависимости от иностранных (обычно украинских) поставщиков комплектующих. На разгонном блоке Бриз-М диаметр обтекателя полезной нагрузки составляет 4,1 м (13,45 фута). ^[21]

Ракеты-носители «Протон» и разгонные блоки «Бриз-М» спроектированы и построены Государственным космическим научно-производственным центром им. Хруничева (Хруничева) в Москве, основным владельцем компании International Launch Services (ILS). Центр является домом для всех инженерных, сборочных и испытательных функций производства Proton. После недавней консолидации российских космических предприятий Хруничев получил прямой надзор и контроль над до 70% всего производства Proton от поставщиков до производителей. Консолидация напрямую поддерживает постоянные усилия Хруничева по вертикальной интеграции производства Proton. ^[22]

Усовершенствованный вариант, ракета-носитель «Протон-М / Бриз-М» фазы III, был испытан в полете в рамках российской федеральной двойной миссии «Экспресс АМ-44» и «Экспресс МД-1» в феврале 2009 г. и выполнил свой первый коммерческий запуск в марте 2010 г. Спутник Echostar XIV. Конфигурация «Протон-М / Бриз-М», фаза III, обеспечивает производительность 6150 кг GTO, что на 1150 кг больше, чем у исходного «Протон-М Бриз-М», при сохранении базовой конструктивной конфигурации.

6 августа 2012 года Федеральное космическое агентство России потеряло российский и индонезийский спутники связи при попытке вывести их на орбиту на «Протоне-М» из-за технических проблем с последней ступенью. ^[23] 2 июля 2013 года на борту «Протон-М», запускавшего три навигационных спутника ГЛОНАСС, произошел сбой, напоминающий катастрофы 1960-х годов, вскоре после взлета, когда ракета-носитель разбилась возле LC-39 на Байконуре, завершив 30-летний непрерывный период без первой ступени. отказ; все будущие полеты «Протона» были приостановлены до завершения расследования. ^[24]В конечном итоге было установлено, что причиной аварии была установка гироскопа в перевернутом состоянии. Из-за сложности установки пакета некорректно многие подозревали, что это было сделано намеренно недовольным или пьяным рабочим завода им. Хруничева.

15 мая 2014 года на борту «Протон-М / Бриз-М» со спутником «Экспресс» произошел отказ третьей ступени из-за неисправного подшипника турбонасоса. Обломки упали в Маньчжурии. 21 октября еще один спутник «Экспресс» остался на бесполезной орбите, когда ступень «Бриз» прервалась на 24 секунды раньше.

16 мая 2015 года спутник связи MEXSAT не смог выйти на орбиту из-за другого сбоя третьей ступени, восьмого отказа Proton с 2010 года.

Хруничев инициировал разработку ряда усовершенствований фазы IV, чтобы идти в ногу с требованиями рынка и тенденциями массового роста коммерческих спутников. Внедрение усовершенствований фазы IV Протон Бриз-М было завершено в 2016 году. Показатели массы полезной нагрузки для фазы IV были увеличены до 6320 кг для эталонной орбиты GTO с остаточной дельтой V относительно GSO 1500 м / с . ^[25]

Запускает [ править ]

Будущие разработки [ править ]

После анонса (в 1992 г.) новой ракеты-носителя « Ангара » существенные модернизации были временно приостановлены . ^{[ необходима цитата ]} Самое крупное обновление ^{[ когда? ]} был этапом КВРБ. Этот криогенныйэтап значительно увеличил бы мощность. Двигатель был разработан успешно, и этап в целом перешел на аппаратную часть. Однако, поскольку KVRB заметно больше, чем Блок D, аэродинамика, управление полетом, программное обеспечение и, возможно, электроника должны быть пересмотрены. Кроме того, стартовая площадка может снабжать существующие Протоны обычным гиперголическим топливом из одних источников. В частности, верхние ступени питаются по общим загрузочным трубам, идущим вдоль ракеты. Переход на сцену с другим топливом требует добавления дополнительных вспомогательных статей; переход на криогены требует, чтобы такие вспомогательные предметы периодически появлялись на сцене. ^{[ необходима цитата ]}

Тяжелые варианты «Ангары» будут проще и дешевле, чем «Протон» (и, как и в ракете « Атлас-V », не будут использовать гиперголическое топливо; вместо этого будет использоваться то же топливо РП-1, что и на ракете «Союз» ). Они также будут изначально спроектированы для приема ступени KVTK и уже будут иметь источник LOX на площадке; потребуется только подача водорода. ^{[ необходима цитата ]}

См. Также [ править ]

• Сравнение семейств орбитальных ракет-носителей
• Сравнение орбитальных систем запуска

Подобные системы запуска [ править ]

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме: Протон (Ракета) (категория)

• Протон в Британской энциклопедии
• Proton запускает страницу на LyngSat
• Лист технических характеристик ракеты "Протон"
• Proton M дебютирует с успешным запуском экрана 7 апреля 2001 г.
• Протон 8К82К / Бриз-М . Astronautix.
• ФАС - Ракета-носитель "Протон"
• ILS Proton
• Расписание запусков протонов на Satlaunch
• Слабое звено - «Бриз-М»