Ангара (ракетное семейство) — angara (rocket family)
Содержание:
Варианты «Ангары-А5»
| Вариант | Ангара-А5 (Бриз-М) | Ангара-А5 (ДМ-3) | Ангара-А5 (КВТК) | Ангара-А5М | Ангара-А5В |
|---|---|---|---|---|---|
| Первый запуск | 2014 год | Н/Д | 2024 год | 2021 год | 2027 год |
| Первая ступень | 4×УРМ-1, РД-191 | 4×УРМ-1М, РД-191М | |||
| Вторая ступень | 1хУРМ-1, РД-191 | 1×УРМ-1М, РД-191М | |||
| Третья ступень | 1хУРМ-2, РД-0124А | 1хУРМ-2, РД-0124АП | 1хУРМ-2М, 2xРД-0150 | ||
| Разгонный блок | Бриз-М | ДМ-3 | КВТК | КВТК / ДМ-3 | КВТК |
| Высота (макс.) | 55,23 м | 57 м | 74,066 м | ||
| Стартовая масса | 780 т | 780 т | ~815 т | ||
| Тяга (на уровне земли) | 980 т | 980 т | |||
| Стартовая тяговооружённость | 1,27 | 1,20 | |||
| Диаметр головного обтекателя | 4,35 м | ||||
| Объём пространства под обтекателем, м³ | |||||
| Поперечный размер | 8,86 м | ||||
| Полезная нагрузка, тонн (орбита 200 км): Плесецк/Восточный | 24,0 / 24,5 | 24,0 / 24,5 | 24,0 / 24,5 | — / 27 | — / 37,5 |
| Полезная нагрузка, тонн (ГПО 5500 км): Плесецк/Восточный | 5,4 / — | 5,4 / 7,0 | 7,5 / 8,0 | — / 13,3 | |
| Полезная нагрузка, тонн (ГСО 35 786 км): Плесецк/Восточный | 2,8 / — | 2,6 /3,9 | 4,5 / 5,0 | — / 8 | |
| Полезная нагрузка на лунную орбиту/межпланетный перелёт | 5,0 т | 6,0 т | 6,5 т | до 10 т |
Версии
Первоначальные планы
Статус данных для версий Ангары с 1 по А5 — 2002 год. Информация о полезной нагрузке предоставлена для взлетов с Плесецка , в Восточном — для орбит GTO и GEO несколько выше.
| версия | Ангара 1.1 | Ангара 1.2 | Ангара А3 | Ангара А5 | Ангара А5 / КВРБ | Ангара А7П | Ангара А7В |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Первая ступень | 1 × УРМ, РД-191 | 3 × УРМ, РД-191 | 5 × УРМ, РД-191 | 7 × УРМ, РД-191 | |||
| Второй шаг | Брис КМ | Блок I, РД-0124А | |||||
| Старшая школа | — | — | Брис-М | КВРБ | ? | ? | |
| Тяга (на земле) | 196 т | 588 т | 980 т | 1372 т | |||
| Взлетная масса | 149 т | 171,5 т | 478 т | 773 т | 790 т | 1125 т | 1184 т |
| Высота (максимальная) | 34,9 м | 41,5 м | 45,8 м | 55,4 м | 64 кв.м. | ? | ? |
| Полезная нагрузка ( 200 км) | 2 т | 3,7 т | 14,6 т | 24,5 т | 36,0 т | 40,5 т | |
| Полезная нагрузка ( GTO ) | — | — | 2,4 т | 5,4 т | 6,6 т | ||
| Полезная нагрузка ( ) | — | — | — | 2,8 т | 4 т | 7,5 т |
Были также планы по созданию ракеты большой грузоподъемности Angara A7, которая имеет семь связанных URM и может вывести полезную нагрузку в 41 тонну на низкую околоземную орбиту.
Планирование с 2019 года
Более поздние планы предусматривают только Angara 1.2, A5, несколько более мощный A5M и — вместо A7 — A5V. Сообщается, что последний способен нести 37,5 т на низкой околоземной орбите и 12–13 т на геостационарной переходной орбите . Первые испытательные полеты с A5V запланированы на 2027 год. Также рассматривается возможность многоразового использования ускорителя и главной ступени ракеты.
Основные характеристики первоначального варианта РН «Ангара»
Данные приведены по книге В. Е. Гудилина и Л. И. Слабкого «Ракетно-космические системы (История. Развитие. Перспективы)» Москва, 1996 г.
| N п/п | Характеристики | Значение |
|---|---|---|
| 1 | Стартовая масса, т | |
| — РН (без КГЧ / с КГЧ) | 611,5/640 | |
| — I ступень | 481,53 | |
| — II ступень | 129,64 | |
| 2 | Мпг, выводимого на орбиту с параметрами Нкр = 200 км, i = 63 град. | 26 |
| 3 | Мпг, выводимого на ГСО с использованием РБ, т | |
| — КВРБ / РБ «Бриз-М» | 4,3/3,2 | |
| 4 | Масса конструкции РН, т в том числе | 46,6 |
| — ускоритель 1 ступени | 33,0 | |
| — ускоритель 2 ступени | 13,66 | |
| 5 | Масса заправляемых компонентов топлива, т | |
| — I ступени (ж. O2 / РГ-1) | 324,4/123,7 | |
| — II ступени (ж. O2 / ж. H2) | 99,4/16,7 | |
| 6 | Рабочий запас топлива | |
| — I ступень (ж. О2 / РГ-1) | 317,6/120,77 | |
| — II ступень (ж. О2 / ж. H2) | 97,84/16,31 | |
| 7 | Конечная масса блока, т | |
| — I ступени | 40,178 | |
| — II ступени | 15,663 | |
| 8 | Габаритные размеры (длина / поперечное сечение), м | |
| — РН (без КГЧ) | 35,25/3х3,9 | |
| — ускоритель 1 ступени | 25,44/3х3,6 | |
| — ускоритель 2 ступени | 13,80/3х3,9 | |
| — КГЧ | 19,42/4,35 | |
| 9 | Тяга МД 1 ступени, тс | |
| — у Земли / в пустоте | 740/806,4 | |
| 10 | Удельный импульс тяги МД 1 ступени, с | |
| — у Земли / в пустоте | 309,5/337,2 | |
| 11 | Тяга МД 2 ступени в пустоте, с | 190 |
| 12 | Удельный импульс тяги МД 2 ступени в пустоте, с | 455,5 |
технология
Первая ступень «Ангары-1», УРМ, приводится в движение двигателем РД-191 (тяга 2086 кН, удельный импульс 3306 Нс / кг) и сжигает керосин типа РП-1 и жидкий кислород (LOX). Двигатель был заимствован от РД-171 , главного двигателя пусковой установки « Зенит » и самого мощного из когда-либо использовавшихся жидкостных ракетных двигателей , но в нем используется только одна камера сгорания вместо четырех. Это снизит тягу УРМ и его можно будет использовать как легкую ракету-носитель. В среднем весе Angara A3 предполагалось использовать три таких ускорителя, два из которых должны были быть расположены сбоку от центрального ускорителя, и, таким образом, по своим характеристикам примерно соответствовали характеристикам ракеты «Зенит». Тяжелая Ангара А5 использует пять ускорителей (один в центре и четыре по бокам) и, таким образом, имеет грузоподъемность ракеты «Протон». УРМ имеет диаметр 2,9 м, длину 25,1 м и снаряженную массу 9,75 т.
Вторая ступень «Ангары» диаметром 3,6 м и длиной 6,9 м оснащена двигателем РД-0124А , который также используется в третьей ступени ракеты « Союз 2.1б ». Уровень называется Blok I (I означает «i»). Двигатель является совершенно новой разработкой и, как и РД-191, работает на смеси РП-1 и жидкого кислорода. Вторая ступень самой легкой версии Ангара-1 — ступень используемая в ракете Рокот , во всех остальных версиях используется новая ступень с двигателем РД-0124А. Для планируемого двухступенчатого варианта для транспортировки пилотируемого космического корабля разрабатывается ПТК под названием «Ангара-5П».
известный по ракете «Протон» , изначально использовался как разгонный блок Ангары А5 . Высокоэнергетическая ступень KVRB , которая сжигает жидкий водород и жидкий кислород (LH2 / LOX), доступна в качестве опции модернизации . KVRB базируется на ступени 12KRB, поставленной Россией в Индию для их ракеты GSLV .
При разработке «Ангары» были приняты меры к тому, чтобы существующие стартовые позиции ракет «Зенит» можно было использовать с небольшими изменениями. Первый запуск в Плезецке должен состояться с космодрома, который ранее был спроектирован для «Зенита», но так и не был завершен. В данный момент мы работаем на строительстве космодрома. Кроме того, в сотрудничестве с Казахстаном на Байконуре должна быть создана космодром для «Ангары» (проект « Байтерек » , российский « Байтерек» ), но оттуда будет запускаться только тяжелая Ангара А5.
Цели создания комплекса
- России нужен ракетный комплекс, который бы мог выводить полезные нагрузки с территории РФ на геостационарную орбиту (космодром Плесецк, и еще один возможный вариант – космодром «Восточный»). На сегодняшний день РН «Протон» запускается исключительно с космодрома «Байконур», находящегося на территории Казахстана.
- В плане стратегической безопасности комплекс был полностью разработан и изготовлен коопераций российских предпринимателей, которые находятся на территории РФ.
- Замена тяжелых РН с токсическим топливом. Как правило, в качестве топлива для «тяжелых» ракет-носителей (в СССР/России) – применялся ядовитый гептил. На сегодняшний день его применяют в РН Протон-М. В ракете-носителе «Ангара» будет применяться экологически чистое топливо, созданное на основе керосина; в качестве окислителя выступает жидкий кислород, поэтому такая РН при использовании более безопасная. В будущем возможно использование для пилотируемых полетов и РН «Анкары».
- Модульность. Она позволяет упростит доставку изделия по ж/д к месту старта. Благодаря модульной концепции построения позволяет разработать целое семейство ракет-носителей: легкого класса (на базе первого модуля первой ступени с весом полезной нагрузки на низкой околоземной орбите составляет 1,5 тонн), тяжелого (до 35 тонн, состоящего из семи универсальных ракетных модулей, входящих в состав первой ступени).
- Полезная нагрузка РН «Ангары А5» — до 25 т, что больше, чем у РН «Протон». Эти технические показатели «Ангары А5» позволяют вывести полезную нагрузку такого же веса с космодрома Плесецк, как и с космодрома Байконур с помощью РН «Протон-М».
В результате создания «Ангары» ГКНПЦ имени Хруничева можно занять практически весь отечественный рынок космических запусков, разработав на его основе УРМ единую замену для многих существуют типов РН, созданных в СССР:
- «Ангара» А5, А7 вместо «Протона» (топливо было на основе ядовитых высококипящих компонентов)
- «Ангара А3» вместо «Зенита-2» (изготавливался на Украине исключительно для проекта Морской/Наземный старт, после 2013 года производство было остановлено)
- «Ангара А1.2» вместо «Циклона-2/3» (на Украине снят с производства)
- «Ангара А1.1» вместо «Космоса-3М» (топливо на основе ядовитых высококипящих компонентов, в 90-х годах снят с производства).
Только серия РН Р-7 (Союз/Молния) оставалась без замены, а также легкие конверсионные носители, построены на базе МБР. Техника создания унифицированного ряда РН стала темой для диссертации первого заместителя Генерального директора ГКНПЦ имени Хруничева А.А. Медведева, которая была защищена в 1999 году (А.А. Медведев в 2001 году был назначен Гендиректором ГКНПЦ им. Хруничева). К тому же, были основания полагать, что с течением времени существенная часть нагрузок ракет-носителей «Союз» должны «мигрировать» на более высокий уровень и предполагалось, что они перейдут на РН Ангара-А3.
Оценка стоимости запуска
В период летно-конструкторских испытаний (2014 – 2021 гг.)
В общую стоимость пуска ракеты (помимо её изготовления) входят пусковые услуги — транспортировка на космодром, предстартовая подготовка, сам запуск. Около половины затрат от себестоимости РКН приходится на двигатели первой и второй ступеней РД-191. Стоимость пуска в технико-экономическом обосновании проекта Федеральной космической программы на 2016—2025 годы оценивается для ракеты «Ангара» с разгонным блоком «Бриз-М» в сумму почти 800 млн рублей.
Расчётная стоимость доставки 1 кг груза на низкую опорную орбиту с помощью «Ангары-А5» составляет 2400 долларов США, для случая доставки на геопереходную орбиту этот показатель равен 4600. По состоянию на 23 декабря 2014 года, стоимость запуска «Ангары» вдвое превышает стоимость запуска РН «Протон-М» (140 млндолл. против 69—70 млн долл. за запуск «Протон-М»); по другим данным, стоимость запуска тяжёлой «Ангары» на 30—40 % дороже «Протона» (85—90 млн долл. против 65 млн долл. за запуск «Протона-М»). В технико-экономическом обосновании проекта Федеральной космической программы на 2016-2025 годы стоимость изготовления первой “Ангары-А5”, запущенной в конце 2014 года, составила около 4,5 млрд рублей (в ценах того года). Согласно документу, до 2025 года стоимость производства новой ракеты планируется снизить на 1 млрд рублей – до 3,5 млрд, т.е. до 58 млн долларов. 27 февраля 2017 года в опубликованном докладе отдела коммерческих космических перевозок Федерального управления гражданской авиации США была указана ориентировочная стоимость РКН «Ангара-А5», которая равнялась 100 млн долларов. Данная сумма на треть выше стоимости «Протон-М» (65 млн долларов) и на 40 % превышает стоимость Falcon 9 (61,2 млн долларов).
По завершению лётно-конструкторских испытаний в 2021 году, возможно запускать по 6—7 изделий в год, что, по планам, приведёт к удешевлению стоимости ракеты в полтора-два раза. Таким образом, стоимость запуска «Ангары» и «Протона-М» сравняются, а к 2025 году снизится до 55-58 млн долларов. Генеральный конструктор Центра им. Хруничева Александр Медведев заявил, что стоимость выпуска ракеты будет уменьшаться по мере роста объёмов производства: «Сегодня стоимость пуска „Ангары“ примерно на 30—40 % дороже, чем стоимость пуска „Протона“. Но надо иметь в виду, что себестоимость изготовления „Ангары-5“ будет уменьшаться с возрастанием количества изделий. Стоимость запусков тяжёлых ракет-носителей из семейства „Ангара“ к 2025 году будет почти на 20 % ниже, чем у „Протона-М“».
Слова Александра Медведева относительно стоимости запуска “Ангары” в сравнении с “Протоном”:
Слова Игоря Комарова относительно стоимости запуска “Ангары”:
Критика проекта
Проект новой модификации подвергается критике — в частности, за дороговизну. Юрий Коптев на пресс-конференции, проведённой 25 марта 2015 года по итогам заседания НТС, опроверг ряд критических замечаний, в частности, дороговизну программы разработки «Ангары» и её причастность к американским офшорам.
Бывший генеральный директор КБ «Салют» Юрий Бахвалов считает создание водородного варианта «Ангары» нереализуемым. Кроме того, опыт создания и эксплуатации водородных двигателей в России были утрачены к середине 90-х годов.
Бывший президент и генеральный конструктор РКК «Энергия» Виталий Лопота считает, что грузоподъемность носителей семейства «Ангары» явно недостаточна как для вывода на ГПО телекоммуникационных спутников (около 2,5 т у «Ангары-А5» против требуемых 5—6 т), так и для перспективных пилотируемых программ (необходимость многопусковой схемы «Ангары-А5В» против разового пуска носителя грузоподъемностью 75—80 т для облёта Луны на корабле «Федерация» в лунной программе). Примером может служить отказ Министерства обороны РФ в начале 2016 года от закупки спутников связи «Сфера-В», под которые не нашлось носителя подходящей грузоподъемности.
Крайне сложной задачей является осуществление лунной программы даже при использовании носителя в варианте с водородным разгонным блоком. В этом случае потребуется выполнить 4 пуска носителя, каждый — с интервалом не более трёх дней. Такой вариант потребовал бы наличия на космодроме «Восточный» стартовых столов сразу для двух носителей, в то время как там решено построить только один комплекс, что делает четырёхпусковую схему невозможной. Кроме того, конструкция «Ангары» не предусматривает увод носителя от стартовой площадки в случае отказа одного из двигателей. Авария на первой ступени приведёт не только к отмене всей пилотируемой экспедиции, но и к замораживанию всех пусков тяжёлых ракет с «Восточного» на время ремонтных работ.
Также критикуется концепция создания тяжёлого носителя из пакета лёгких модулей. Такое решение не идеально с точки зрения массовой эффективности ракеты (отношения полной стартовой массы ракеты к массе полезной нагрузки), но предполагалось, что этот подход позволит снизить цену как разработки, так и изготовления и эксплуатации всей серии ракет (от лёгкого до тяжёлого класса). Однако, по утверждению член-корреспондента Российской академии космонавтики Андрея Ионина, высказанному в 2013 году, ракета оказалась значительно дороже запланированного. С другой стороны, неназванный источник в компании-разработчике утверждал, что при переходе к серийному производству цена ракеты должна уменьшиться в 2,5 раза.
В конце июля 2017 года заместитель генерального директора РКК “Энергия” Александр Деречин заявил, что из-за высокой стоимости запуска РКН “Ангара-А5” является неконкурентоспособной на международном рынке.
Последние статьи:
| 21.09.2021 | Центр Хруничева принимает участие в Пятой отраслевой спартакиаде |
| 17.09.2021 | Ракета-носитель «Протон-М» отправлена из Москвы на Байконур |
| 13.09.2021 | Депутат Госдумы посетил Центр Хруничева |
| 28.08.2021 | Центр Хруничева отмечен Министерством обороны России за выполнение гособоронзаказа |
| 23.08.2021 | Центр Хруничева принимает участие в Международном военно-техническом форуме «Армия-2021» |
| 17.08.2021 | Информационное сообщение |
| 13.08.2021 | В Центре Хруничева прошёл традиционный митинг памяти полярных лётчиков самолёта Н-209 |
| 24.07.2021 | Производственное объединение «Полёт» отмечает 80-летие |
| 21.07.2021 | Ракета-носитель «Протон-М» вывела модуль «Наука» на орбиту |
| 21.07.2021 | Госкомиссия подтвердила стартовую готовность ракеты-носителя «Протон-М» |
Ракета-носитель Байкал
Макет в Ле Бурже
В 2001 году Хруничев произвел фурор на авиакосмической выставке в Ле Бурже, представив модель ракеты-носителя «Байкал» ( рус. Байкал ). В проекте «Байкал» предполагалось разработать многоразовую ракету-носитель для ракеты «Ангара». Концепция заключалась в замене первой ступени ракеты, но также с двигателем РД-191, крыльями меньшего размера и авиационным двигателем. Это должно позволить «Байкалу» самостоятельно вернуться на ближайший аэродром после отделения от ракеты. Также рассматривалось несколько комплектных бустеров «Байкал» для самолетов «Ангара А3» и «Ангара А5».
Помимо экономии средств, еще одна цель разработки заключалась в том, чтобы больше не оставлять большую зону удара свободной для первой ступени падения. В других государствах ступени ракет сбрасываются в море, что для континентального государства России географически сложно. Его самые популярные ракетные пусковые станции находятся внутри страны. После того, как два крыла были раскрыты, ракета должна сначала перейти в планирующий полет, а затем лететь с двумя реактивными двигателями. Дальность полета на возвратном этапе должна составлять 384 км, скорость полета — 490 км / ч, посадочная скорость — 280 км / ч, необходимый выход на взлетно-посадочную полосу — 1200 метров.
Компания НПО «Молния» выступила разработчиком ракеты-носителя «Байкал» .
Ракета-носитель «Ангара-А5» стартовала с космодрома Плесецк
Пуск ракеты-носителя «Ангара-А5»
Пуск ракеты-носителя «Ангара-А5»
Пуск ракеты-носителя «Ангара-А5»
Пуск ракеты-носителя «Ангара-А5»
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Сегодня, 14 декабря 2020 года, в 08:50 по московскому времени с Государственного испытательного космодрома Министерства обороны Российской Федерации (космодром Плесецк) в рамках лётно-конструкторских испытаний ракетного космического комплекса «Ангара» произведен пуск ракеты-носителя тяжёлого класса «Ангара-А5». Она была принята на сопровождение наземными средствами Главного испытательного космического центра имени Г.С. Титова Космических войск ВКС.
Предстартовую подготовку и пуск ракеты-носителя выполнили боевые расчеты Космических войск воздушно-космических сил и дочерних предприятий Госкорпорации «Роскосмос». В расчетное время, через 12 минут 28 секунд после старта, орбитальный блок в составе разгонного блока «Бриз-М» и грузо-весового макета космического аппарата отделился от третьей ступени носителя. Дальнейшее его выведение на целевую орбиту осуществляется за счет работы двигательной установки разгонного блока «Бриз-М».
Основой для создания ракет-носителей семейства «Ангара» служат универсальные ракетные модули УРМ-1 и УРМ-2. Классы ракет-носителей «Ангара» компонуются из различного количества универсальных ракетных модулей УРМ-1 для нижних ступеней. В составе ракет-носителей лёгкого класса «Ангара-1.2» используется один УРМ-1. Предельной по количеству УРМ-1 может быть трёхступенчатая ракета тяжёлого класса «Ангара-А5».
В ракетах-носителях «Ангара» не используются агрессивные и токсичные компоненты топлива, что позволяет существенно повысить показатели экологической безопасности как прилегающих к стартовому комплексу районов, так и на территории падения отработавших ступеней ракет-носителей. Государственными заказчиками космического ракетного комплекса «Ангара» выступают Министерство обороны Российской Федерации и Государственная корпорация «Роскосмос», головной разработчик и изготовитель — Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева.
Видео: телеканал «Звезда»
