С космодрома Байконур стартовала тяжелая российская ракета-носитель "Протон", страница 2

Обладая компактной компоновкой, разгонный блок "Бриз-М" может обеспечить выведение крупногабаритных полезных нагрузок, размещаемых в зоне, размеры которой ограничиваются габаритами, допустимыми с точки зрения устойчивости и аэродинамики всего носителя. Однако для реализации использования этой зоны было необходимо создание соответствующих головных обтекателей, и последние были разработаны в ГКНПЦ им. М.В. Хруничева в нескольких вариантах. Такая многовариантность конструкции головного обтекателя позволит обеспечить гибкость применения с полезными нагрузками, имеющими различные габариты и конкурентоспособность на международном рынке космических запусков.

Эксплуатационные возможности "Бриза-М" были заложены в его конструкцию в соответствии с реальными и перспективными потребностями мирового рынка космических аппаратов. Эти потребности были тщательно проанализированы с использованием маркетинговых исследований, выполненных как самим ГКНПЦ им. М.В. Хруничева, так и другими российскими и зарубежными организациями, например, ЦНИИМаш и "Евроконсалт". Также исследования показали, что в период до 2015 г. мировой рынок будет определяться, главным образом, развитием двух сегментов космической связи: геостационарных систем и среднеорбитальных многоспутниковых систем. Верхнее значение массы космических аппаратов, выводимых на геопереходные и геостационарные орбиты (ГПО и ГСО), может возрасти до 6000 кг к 2010 г., при этом их диаметр превысит 4 м.

В свою очередь развитие среднеорбитальных систем связи уже в ближайшие годы потребует для своего обслуживания 40-50% всего количества запусков коммерческих носителей. Требования к выведению тяжелыми ракетами-носителями спутников, входящих в такие системы, включают в себя необходимость их разведения по разным орбитам при групповых пусках.

Эти же маркетинговые исследования показали, что в период до 2005 г. число основных типов ракет-носителей, предлагаемых на мировом рынке для обслуживания ГПО и ГСО, практически удвоится. Аналогичная картина будет наблюдаться и для сегмента многоспутниковых систем.

Сборка РБ в цеху Значительную роль будет играть диапазон выводимых полезных нагрузок, выбранных для конкретного средства выведения (т.е. сочетания ракеты-носителя с разгонным блоком). Анализ показал, что существует определенная зависимость между такими диапазонами грузоподъемности средств выведения и долями общего грузопотока всех выводимых полезных нагрузок, соответствующих конкретным показателям грузоподъемности. Диапазон грузоподъемности, обеспечиваемый разгонным блоком "Бриз-М", близок к максимальному.

Однако преимущества выбранной концепции и особенностей конструкции "Бриз-М" не исчерпываются удовлетворением прямых потенциальных потребностей мирового рынка выведения КА, к которым, помимо обеспечения оптимального диапазона грузоподъемности при применении с перспективными российскими носителями типа "Протон-М" и "Ангара", можно отнести и упомянутое выше увеличение зоны размещения полезной нагрузки под головным обтекателем. За счет своего энергетического потенциала и многократности включения маршевого двигателя, "Бриз-М" обеспечивает значительное расширение диапазона обслуживаемых целевых орбит, возможность группового выведения КА на разные орбиты и освоение новых, нетрадиционных схем выведения: например, выведение на ГСО с использованием высокоэллиптических орбит или с использованием гравитационного поля Луны (определенное количество потенциальных заказчиков проявляет интерес к использованию таких схем выведения). При этом "Бриз-М" обеспечивает повышенную точность выведения полезных нагрузок за счет применения новейших отечественных достижений, внедренных в его систему управления, в том числе в комплекс командных приборов, а его маршевый двигатель, имеющий более низкий уровень тяги по сравнению с существующими отечественными "геостационарными" разгонными блоками, создает меньшие перегрузки и обеспечивает лучшую динамику выведения во время полета.

Для серийного изготовления разгонных блоков "Бриз-М" на Ракетно-космическом заводе (РКЗ) ГКНПЦ им. М.В. Хруничева были созданы специальные производственные мощности. В короткий срок было изготовлено несколько стендовых изделий и проведен полный объем наземных испытаний. Одно из таких изделий было показано в 1997 г. в составе экспозиции ГКНПЦ им. М.В. Хруничева на Парижском авиакосмическом салоне в Ле-Бурже, Франция, чем была продемонстрирована готовность к производству полномасштабной матчасти. Эта готовность была подтверждена сборкой первого летного образца осенью 1998 года.

Таким образом, были обеспечены разработки перспективной оригинальной компоновки и конструкции нового разгонного блока и создание производственной базы для его изготовления. Это были необходимые условия для реализации проекта этого разгонного блока и ввода его в эксплуатацию, но недостаточные для достижения успеха в эксплуатации, включая коммерческое применение "Бриза-М". Главным условием достижения такого успеха должно являться обеспечение высокой надежности разгонного блока. Действительно, такой важный новый элемент должен обладать в эксплуатации надежностью, по крайней мере, сравнимой с достигнутой надежностью самой ракеты-носителя.

Необходимо было, во-первых, заложить в конструкцию нового разгонного блока технические решения, обеспечивающие достижение его высокой надежности, и, во-вторых, подтвердить достижение этой надежности путем проведения наземных испытаний.

Разгонный блок "Бриз-М" включает в свой состав большое количество узлов, агрегатов и систем, находящихся на уровне последних достижений ракетно-космической техники, но уже прошедших проверку летными испытаниями и эксплуатацией в составе других изделий. Так, например, в двигательной установке, являющейся одной из важнейших систем разгонного блока, маршевый двигатель (головной разработчик КБХМ) является последовательной модернизацией прототипа, использованного в составе межпланетного космического аппарата "Фобос" и, соответственно, прошедшего большой объем наземных испытаний (в том числе огневых стендовых испытаний) с последующим успешным применением в космическом полете. А последняя модернизация этого двигателя для "легкого" первоначального варианта разгонного блока "Бриз" ("Бриз-К"), отличающаяся от прототипа, в основном, увеличением продолжительности работы, также подверглась соответствующим проверкам на земле (всего было испытано 143 двигателя), а затем была успешно испытана при трех пусках ракеты-носителя "Рокот" в 1990-1994 гг. В качестве двухкомпонентных двигателей малой тяги (ДМТ) двух типов (с тягой 40 кг и 1,3 кг) для стабилизации и ориентации были взяты, практически без изменений, двигатели, подтвердившие свои характеристики при летных испытаниях и длительной эксплуатации в космосе всех модулей орбитальной станции "Мир" и уже в составе разгонного блока "Бриз" — при вышеуказанных пусках "Рокота" (общее количество испытанных ДМТ первого типа — 112 экземпляров, второго — 144). В ходе этих же пусков, а также при предшествующих наземных испытаниях, была подтверждена и надежность других агрегатов пневмогидросистемы двигательной установки "Бриза" и блока топливных баков, вошедших в состав центральной части "Бриза-М" практически без изменений. В другой важнейшей системе нового разгонного блока "Бриз-М" (системе управления) комплекс командных приборов был разработан на базе приборов, созданных в период 1975-1989 гг. и внедренных в серийное производство (количество приборов-аналогов, прошедших автономные испытания, составило более 110 экземпляров, испытанных при наземной отработке — 80, а в летных условиях было испытано 124 комплекта приборов). Примером таких приборов может служить гиростабилизированная платформа, прототип которой успешно использовался в составе серии российских баллистических ракет подводных лодок (БРПЛ). В целом для РБ доля заимствованных без изменения элементов достигает 65%, доля модернизированных элементов составляет 26%, и только 9% конструкции являются новыми разработками, не имеющими прототипов.

В вариантах головных обтекателей, которые можно считать "комплектующими" для применения нового разгонного блока, степень предварительного подтверждения надежности для примененных элементов конструкции еще выше: только 4% модернизированных конструкций были доработаны с изменением характеристик, 96% элементов были заимствованы без оного.