Ylempien vaiheiden perhe D on ylempien vaiheiden perhe (ylempi vaihe), joka on johdettu lohkosta "D" - N1 - L3 -avaruusrakettikompleksin viidennestä vaiheesta, joka on suunniteltu Neuvostoliiton kosmonauteille lentämään kuuhun . Ne käyttävät polttoaineena paria nestemäistä happi - kerosiinia , kun taas " syntiinillä " tankkaus on sallittua rakennetta muuttamatta [1] .
Osana standardikompleksia lohko "D" vastasi LK - LOK -linkin siirtämisestä lentoradalta kuun kiertoradalle , LK:n siirtämisestä kuun kiertoradalta laskeutumisradalle sekä korjauksista lennon aikana. (lohkot "A", "B" ja "C" -N-1- raketin kolme ensimmäistä vaihetta , jotka toivat kompleksin matalalle vertailukiertoradalle , "G"-lohko hajotti tutkimusmatkan kuuhun). Siksi "D"-lohkon moottorin käynnistysten enimmäismäärä (sillä on indeksi 11D58 tai joissakin lähteissä RD-58) oli seitsemän ja "D"-lohkon käyttöikä oli 7 päivää. Tätä varten happisäiliöllä oli pallon muotoinen ja se oli varustettu lämpöeristyksellä . Lisäksi se täytettiin -200 °C:seen jäähdytetyllä hapella (kiehumispiste -183 °C), mikä mahdollisti haihtumishäviöiden vähentämisen entisestään ja lisäsi nestemäisen hapen tiheyttä säästäen tarvittavan säiliön tilavuuden. . Kerosiinisäiliö oli muodoltaan toroidinen ja sitä kallistettiin 3 astetta polttoaineen sisäänoton suunnittelun yksinkertaistamiseksi. 11D58-moottorin työntövoima oli 8,5 tf .
Koska N-1-raketti ei ollut käytettävissä, päätettiin lentää Kuun ympäri ilman laskeutumista käyttämällä UR-500K-rakettia . Tätä varten kehitettiin 7K-L1-avaruusalus, joka lainasi osan järjestelmistä 7K-OK-kiertoradalta, joka tunnetaan nimellä Sojuz . Jotta alukselle saadaan tarvittava nopeus, kolmivaiheinen UR-500K varustettiin neljännellä vaiheella - lohko "D", lainattu N-1-raketista.
Nimillä "Zond-5" ... "Zond-8" 7K-L1-avaruusalus kiersi Kuun neljä kertaa, mutta ilman astronautteja ("Zond-4" laukaistiin vastakkaiseen suuntaan Kuusta erittäin elliptiseen muotoon kiertoradalla, jonka apogee-korkeus on noin 330 000 km ).
UR-500K-rakettia, joka sai nimen " Proton ", yhdessä D-lohkon kanssa käytettiin edelleen kuun asemien " Luna-15 " ... " Luna-24 " ja planeettojen välisten asemien " Venera-9 " laukaisemiseen. " ... " Venus-16 ", " Mars-2 "... " Mars-7 ", " Vega " ja " Phobos ". Vuonna 1974 aloitettiin lennot geostationaariselle kiertoradalle viestintäsatelliittien Horizon , Raduga , Screen laukaisemiseksi .
Vaatimukset lohkolle D osana kuun kompleksia eivät aivan vastanneet sitä, mitä AMS- ja viestintäsatelliiteille vaadittiin. Tämän seurauksena tehtiin muutos, jonka tarkoituksena oli lisätä lohkon D kantokykyä ja alentaa kustannuksia. Modifioidun ylemmän vaiheen, nimeltään DM, aktiivinen käyttöikä oli vain 9 tuntia ja moottorin käynnistysten lukumäärä rajoitettiin kolmeen. . Tämä mahdollisti happisäiliön lämpöeristyksen ja osan POP-laukaisutukijärjestelmän lohkoista poistamisen.
Erilaisten hyötykuormien erilaisten vaatimusten yhteydessä kehitettiin muita modifikaatioita - DM-2, DM-03. DM-SL:n muunnos kehitettiin toimimaan osana Zenit-3SL- kompleksia. Kerosiinin lisäksi DM-lohko voi käyttää polttoaineena synteettistä hiilivetyä "syntiiniä", mikä lisää moottorin ominaisimpulssia 358 yksiköstä 361 yksikköön.
DM-lohkon käyttö Proton-raketissa on loppumassa - se korvataan Briz-M- lohkolla , mutta Sea Launch -ohjelmassa DM-SL-lohko (DM-SLB:tä käytetään Land Launch -ohjelmassa) käytetään jatkossakin. Tämä johtuu siitä, että Breeze-M käyttää samoja polttoainekomponentteja kuin Proton-raketti, kun taas DM-lohko päinvastoin vastaa Zenit-rakettia. On kuitenkin mielenkiintoista, että Glonass-M- satelliittien (Hurricane-M) laukaisussa pyöreälle kiertoradalle, jonka korkeus on noin 20 000 km , DM-lohko tarjoaa paremman laukaisutarkkuuden kuin Breeze-M, ja siksi sen käyttö raketissa " Proton -M ilmeisesti pysähtyy vasta Glonass-M-satelliittien lopullisen korvaamisen jälkeen uusilla paineistamattomilla Glonass-K- laitteilla , joiden lentokokeet alkoivat helmikuussa 2011. Siitä huolimatta 5. joulukuuta 2010 DM-lohkon (11С861-03) uuden muunnoksen ensimmäinen lanseeraus suoritettiin lisääntyneellä tankkauksella ja suuremmalla kantokyvyllä. DM-03-lohkoa käytettiin laukaistamaan kolme Glonass-M-satelliittia, kun taas laukaisu kiertoradalle päättyi epäonnistumaan [2] .
Suhtautuminen DM-lohkon käytöstäpoistoon muuttui jonkin verran Breeze-M-onnettomuuksien jälkeen vuonna 2006 Arabsat-4A :n laukaisussa ja vuonna 2008 AMS-14 :n laukaisussa , ja ehkä DM-lohko jää edelleen toimimaan vakuutuksen vuoksi. ja vaihtoehtona kaupallisille asiakkaille.
19. elokuuta 2012 ylempi vaihe DM-SL teki laukaisutarkkuuden ennätyksen laukaisun aikana [3] .
Tämän lohkon prototyyppi on OKB-1 :n kehittämä lohko "D" N1 - L3 -kompleksin viidentenä vaiheena , osana Neuvostoliiton kuun laskeutumisohjelmaa ja planeettojen välisiä asemia " Venus-9 " ... " Venus- 16 ", " Mars-2 " "..." Mars-7 ", " Vega " ja " Phobos ". Tässä versiossa yksiköllä D ei ollut omaa ohjausjärjestelmää, ohjaus suoritettiin avaruusaluksen ohjausjärjestelmästä.
L3-kompleksin lohkoon "D" asennettiin OKB-1:n kehittämä 11D58 -moottori. Suljetun piirin mukaan valmistetun 11D58-moottorin piti ensimmäistä kertaa tuottaa useita laukaisuja ulkoavaruudessa ja painottomuudessa pyörittämällä hapettimen paineenkorotussäiliön turbopumppuyksikköä painekaasulla pneumohydrauliikan autonomisesta kaasusylinteriosasta. "D"-lohkon käynnistysjärjestelmä. Pneumaattisen käynnistyksen aikana hapetinpumppu loi merkittävän paineen (noin 10 kg/cm²), mikä varmisti jäähdyttämättömän hapettimen reitin luotettavan täytön nestemäisellä hapella ja kaasunkehittimen kaasun virtauksen alkutason päävoimalaitoksen turbiinin läpi, tarpeen mukaan. jotta moottori siirtyy normaalitilaan. Tällainen järjestelmä takasi minimaaliset happihäviöt PS:n jäähdytyksessä. Lämmön sisäänvirtauksen vähentämiseksi hapettimeen (tulijäähdytetty happi, jonka lämpötila on jopa -193 °C) otettiin käyttöön hapetinsäiliön pallomainen muoto, jossa oli seula-tyhjiölämpöeristys, ja kaikki liitännät tehtiin lämpösiltojen avulla. Polttoainesäiliö, jonka sisällä moottori sijaitsi, oli toruksen muotoinen. Lohko sovelsi ensimmäisenä teknisiä ratkaisuja, joista tuli myöhemmin klassikoita rakettitekniikassa (esim. moottoriin kuuluvien säiliön esipumppujen käyttö ja heliumin varastointi nestemäiseen happeen upotettuihin sylintereihin jne.) [ 4]
D-lohkon modifikaatio, joka on suunniteltu lähettämään viestintä- ja televisiosatelliitit geostationaariselle kiertoradalle , jonka on kehittänyt Design Bureau PM (pääsuunnittelija M. F. Reshetnev ).
Viestintäsatelliiteilla ei ollut ohjusyksikön ohjauslaitteistoa, joten yksikkö D varustettiin itsenäisellä ohjausjärjestelmällä, joka sijoitettiin suljetussa toroidisessa instrumenttiosastossa, jossa oli myös telemetrialaitteita ja komentoradiolinkki. Instrumenttiosasto asennettiin erityiseen ristikkoon hapetussäiliön yläpuolelle ja siinä oli lämmönsäätöjärjestelmä. D-lohko varustettiin 11D58M- moottorilla, joka kehitettiin NPO Energiassa B. A. Sokolovin johdolla . Tätä moottoria valmistetaan massatuotantona Voronežin mekaanisessa tehtaassa .
Modifioidun kiihdytysyksikön aktiivinen käyttöikä oli 9 tuntia, ja moottorin käynnistysten lukumäärä rajoitettiin kolmeen. Tällä hetkellä[ milloin? ] käytetään RSC Energian valmistamien mallien DM-2, DM-2M ja DM-03 yläasteita , joissa sulkeumien lukumäärä on nostettu viiteen [5] [6] .
KehitysDM-lohkon kehitys alkoi vuonna 1969. Tämän muunnelman lohko 3. elokuuta 1973 [7] - 30. heinäkuuta 1975 läpäisi kuusi palotestiä, joiden aikana lohkoa tankkattiin kaksi tai kolme kertaa ja moottori käynnistettiin 4-5 kertaa. Sitä on käytetty Proton-kantoraketista vuodesta 1974 lähtien.
OminaisuudetDM-lohko koostuu: pääkoneesta; kaksi propulsiojärjestelmää vakauttamista ja suuntaamista varten; pallomainen hapettimen säiliö; toroidaalinen polttoainesäiliö; väline osasto; komento-mittauskompleksin laitteet; irrotettava lennon ala- ja keskisovittimissa.
Todistettu moottorin luotettavuus 0,997 luotettavuustasolla 0,9. Jokainen moottori läpäisee tarkastustestit ilman peruskorjausta käyttämällä progressiivisia keinoja teknisen kunnon diagnosoimiseksi.
Kaupalliset lohkotDM-lohkoon perustuvien kaupallisten lohkojen kehittäminen aloitettiin vuonna 1993. Kaupalliset lohkot nimettiin kahdella alkukirjaimella DM ja tarkennustarpeeseen liittyvällä muutosnumerolla tiettyä ulkomaista kaupallista kuormaa varten. Suunnitteludokumentaatiossa tämä numero kirjoitetaan välittömästi kirjainten DM jälkeen ilman välilyöntiä, toisin kuin armeijan avaruusjoukkojen (VKS) hyväksymät 11C861-01-lohkojen viralliset nimet. Virallisissa nimissä alkukirjaimet ja muutosnumero kirjoitetaan yhdysviivalla (D-2, DM-2, DM-2M). Kahden samanlaisen nimitysjärjestelmän olemassaolo on aiheuttanut paljon sekaannusta.
Aluksi jokainen ylempi vaihe oli suunniteltu tietylle hyötykuormalle. Tämä johtui pienestä määrästä kaupallisia laukaisusopimuksia Proton-K- kantorakettia käyttäen , ja se on rajoitettu viiden laukaisun kiintiöön. Sopimusten tekoa varten lohkot saivat nimitykset: Inmarsat 3 -avaruusalukselle - DM1, Iridium -avaruusaluksen kolmelle laukaisulle - DM2, Astra IF -avaruusalukselle - DM3 ja Tempo FM1 -avaruusalukselle - DM4. Koska seitsemän Iridium -avaruusaluksen asentaminen edellytti halkaisijaltaan suuren annostelijan asentamista, DM2-lohkon prototyypiksi ei otettu 11C861-01, vaan silloin käyttämätön RB 17C40 . Tässä yksikössä ylempi tehoristikko, johon erotusjärjestelmän sovitin on kiinnitetty, on halkaisijaltaan suurempi kuin 11C861-sarjan yksiköissä.
DM3DM3 on kaupallinen versio DM-lohkosta, joka oli alun perin tarkoitettu Astra IF -tyyppisten avaruusalusten laukaisuun . Ylävaihe DM3 laukaisi onnistuneesti monia ulkomaisia kaupallisia satelliitteja. 25. joulukuuta 1997 Asiasat-3- avaruusalusta ei laukaistu tietylle kiertoradalle RB:n toimintahäiriön vuoksi.
DM4DM4 on kaupallinen versio DM-lohkosta, joka oli alun perin tarkoitettu Tempo FM1 -avaruusalusten laukaisuun .
Block DM-2 käyttää yksikammioista moottoria 11D58M polttoainekomponenteissa nestemäinen happi - kerosiini. DM-2-lohkon ensimmäinen laukaisu tapahtui 12. lokakuuta 1982, jolloin Hurricane-sarjan kaksi ensimmäistä satelliittia ja kolmannen satelliitin painomalli laukaistiin lähes pyöreälle kiertoradalle. [9] . Ylävaihe DM-2 käynnisti onnistuneesti kansainvälisen astrofysiikan observatorion " Integral ".
DM-2M-lohkossa on parannetut tehoominaisuudet ja se käyttää 11D58S- moottoria . Tämä kaukosäätimen muunnos käyttää polttoaineena synteettistä kerosiinia ("syntiin"). Lohkon 11С861-01 uutta modifikaatiota käytettiin ensimmäisen kerran 20. tammikuuta 1994. Tämä lohko eroaa edeltäjästään lämpöä eristävän pinnoitteen kerrosten määrän vähentymisellä paikoin, muutoksilla ohjausjärjestelmässä jne. Tästä johtuen lohkon massa on pudonnut 120 kg. Kiinteälle kiertoradalle lähetettyjen avaruusalusten massa nostettiin 2500 kiloon. Ylävaihetta 11S861-01 käytettiin Russian Express -satelliittien laukaisuun.
Block DM-03 on yksi tärkeimmistä venäläisistä ylemmistä vaiheista, jotka on suunniteltu laukaisemaan avaruusaluksia matalan Maan kiertoradalta korkean energian kiertoradalle, mukaan lukien geostationaariset, korkean ympyrän muotoiset ja erittäin elliptiset kiertoradat sekä lähtöradat Kuuhun ja maan planeetoille. Aurinkokunta [10] .
14S48 - ylemmän vaiheen 11S861-03 modernisoitu versio 11D58M-moottorilla, joka luotiin osana Proton-M-kantoraketin Dvina-DM-suunnittelu- ja kehityskomissiota, jonka jälkeen se mukautettiin Angara-A5:een ja muihin lupaaviin raskaan luokan kantoraketit [11] . Mutta koska Protonien toiminnan pitäisi valmistua vuonna 2026, Dvina-DM:n tutkimus- ja kehitystyöt lopetettiin, ja ylemmän vaiheen modernisointia tehdään osana Perseus-KV:n tutkimus- ja kehitystyötä vain Angara-A5-kantoraketille. . Siten Perseus-KV-kehitysprojekti sisältää ylemmän vaiheen kompleksin luomisen Angara-A5:tä varten Plesetskin kosmodromiin. Tulevaisuudessa Venäjän liittovaltion avaruusohjelman 2016-2025 mukaan samanlainen kompleksi (ROC "Orion") rakennetaan Vostochnyn kosmodromiin.
14S48 ylemmän vaiheen perusmoduulia luotaessa käytettiin RB 11S861-03, 452GK ja 314GK.A18 kehitysversioita. Joten uudessa "kiihdytin" polttoainesäiliöitä on lisätty, pneumohydraulinen järjestelmä on muuttunut. Sen kehitti alun perin Krasmash OJSC, mutta myöhemmin tuotanto siirrettiin Voronežin mekaaniselle tehtaalle.
Joulukuun alussa 2018 Krasmash toimitti ensimmäisen lentomallin 14S48 [12] . Joulukuun 20. päivänä ensimmäisen ylemmän vaiheen perusmoduuli toimitettiin 14S48:n kehittäjälle RSC Energialle Krasmashin tehtaalta. Vuonna 2019 TsNIIMash suunnittelee uuden ylävaiheen mallin tärinälujuustestejä. Vuoden 2019 aikana RSC Energian asiantuntijoiden on varustettava uudelleen ja testattava RB 14S48 ennen tulevaa käyttöä vuoden 2019 viimeisellä neljänneksellä Angara-A5-raketin toisen laukaisun yhteydessä [13] . Joulukuussa 2020 tuli tiedoksi, että Angara-A5 lanseerataan RB Perseuksen kanssa vuonna 2021.
27. joulukuuta 2021 Plesetskin kosmodromista suoritettiin Angara-A5 raskaan kantoraketin kolmas koelaukaisu Perseus-ylävaiheella. Perseus RB hyötykuormamallilla erottui rutiininomaisesti kantoraketista, mutta ei saapunut määrätylle geostationaariselle kiertoradalle 36 000 km:n korkeudella [14] . North American Aerospace Defense Command ( NORAD ) mukaan matalalla Maan kiertoradalla esiintyi objekti 50505/2021-133A, jonka korkeus oli 179 × 201 km ja jonka kiertoradan elementit vastaavat Angara-A5:n laukaisuaikaa. Kaksi päivää Angaran laukaisun jälkeen celestrak.com-sivustolla oli jo 4 kohdetta, joka seuraa NORADin tallentamia Maanläheisiä kohteita [15] .
14S49 - ylemmän vaiheen 14S48 modernisointi 11D58MF- moottorilla , jolla on parannetut tehoominaisuudet ja lisääntynyt tankkaus käytettäväksi Angara-A5 laukaisuissa (ei aikaisintaan kolmannella laukaisulla osana tämän ILV:n lentosuunnittelutestejä) [16] [17 ] ] .
Ominaisuudetmukaan lukien pudotuslokerot:
DM-5-lohko on muunnos DM-lohkosta, joka on suunniteltu lähettämään Araks -sarjan raskaita avaruusaluksia kiertoradalle .
DM-SL-lohko on muunnos DM-lohkosta, joka on tarkoitettu ylemmäksi vaiheeksi Zenit-3SL-kantoraketille , jota käytetään laukaisuihin Sea Launch -projektissa . Laskee[ kenen toimesta? ] yksi "tarkimmista" ylemmistä lohkoista.
DM-SL-lohko luotiin RSC Energiassa 1980-luvulla Zenit-3-kantorakettia varten kehitetyn RB 315GK:n pohjalta. Ensimmäinen lentolohko DM-SL suoritti tehtävänsä onnistuneesti Zenit-3SL-kantoraketin esittelyn aikana. DM-SL-lohkoja on valmistettu vuodesta 1997 rinnakkain RB DM3:n kanssa. Jatkossa DM3-sarjan lunastamattomat lohkot voidaan muuntaa myös RB DM-SL:ksi. [kahdeksantoista]
OminaisuudetDM-SLB-lohko on muunnos DM-SL:stä, joka on suunniteltu uudelleen erityisesti Zenit-3SLB- kantorakettia varten ja jota käytetään laukaisuihin Baikonurin kosmodromista Ground Launch -projektin puitteissa . Sitä käytettiin ensimmäisen kerran Amos-3- satelliitin laukaisussa vuonna 2008.
Ominaisuudet [20]| Ylempien vaiheiden perheen ominaisuudet D | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nimi | GUKOS- indeksi | RB :n massa | Polttoaine | Polttoainevarasto, t | huoltomoottori | Työntö tyhjiössä, tf | Moottorin käynnistysten lukumäärä | PG :n massa GSO :ssa , t | Toiminnan aloitus | |||
| maassa | avaruudessa | Protoni-K | Proton-M (3. vaihe) | Zenit-2S | ||||||||
| DM-2 [5] [21] | 11S861 | 3.2 | 2.3 | kerosiini + nestemäinen happi | 15.1 | 11D58M | 8.5 | 5 asti | 2.4 | 1982 | ||
| DM-2M [22] [6] | 11С861-01 | 2.2 | kerosiini + nestemäinen happi | 15.1 | 11D58S | 8.5 | 5 asti | 2.5 | 1994 | |||
| DM-03 [23] | 11С861-03 | 3.245 | 2.35 | kerosiini + nestemäinen happi | 18.7 | 11D58M | 8.5 | 5 asti | 2.95 | 3.44 | 2007 | |
| DM-SL [19] | 3.5 | kerosiini + nestemäinen happi | 15.1 | 8.0 | 5 asti | 2.5 | ||||||
| DM-SLB | 3.22 | kerosiini + nestemäinen happi | 15.58 | 8.103 | 3 asti | 2008 | ||||||
| Neuvostoliiton ja Venäjän raketti- ja avaruustekniikka | ||
|---|---|---|
| Kantorakettien käyttö | ||
| Laukaisuajoneuvot kehitteillä | ||
| Käytöstä poistetut kantoraketit | ||
| Tehostelohkot | ||
| Uudelleenkäytettävät tilajärjestelmät | ||