Взлёт 2008 04

Уникальной особенностью советской (а позднее российской) ракетно-космической промышленности является разработка ряда ЖРД не профильными двигателестроительными предприятиями, а КБ, основной род деятельности которых – проектирование ракет и космических аппаратов. Это обстоятельство было вызвано рядом причин. Например, создание двигательного подразделения в ОКБ-1 было обусловлено отказом В.П. Глушко от разработки рулевых камер в составе РД-107 и РД-108 для ракеты Р-7. Работа была выполнена силами ОКБ-1 под руководством М.В. Мельникова, который и возглавил двигательный отдел ОКБ-1. Позднее это подразделение совместно с КБХА разработало двигатель РД-0105, а затем, уже самостоятельно, и ряд других.

Прототип РД-58М был разработан в ОКБ-1 в 1959-1962 г. на базе стендовых образцов двигателя 11Д33 замкнутой схемы, предназначенного для установки на четвертую ступень РН «Молния». Это был первый в мире и одновременно первый отечественный кислородно-керосиновый двигатель с дожиганием отработанного турбогаза в основной камере сгорания. Кроме того, впервые отечественный ЖРД должен был запускаться в условиях орбитального полета ракетной ступени.

Следующим объектом для установки ЖРД замкнутой схемы явилась третья ступень межконтинентальной баллистической ракеты ГР-1 разработки ОКБ-1.

Усовершенствованный вариант третьей ступени ГР-1 был использован в качестве разгонного блока «Д» (пятая ступень) в проекте ракетно-космического комплекса Н-1/Л-3. Но еще до начала летных испытаний этого комплекса блок «Д» стал использоваться в качестве четвертой ступени РН «Протон» при запуске объектов к Луне и планетам. С 1976 г. его заменили на более совершенный вариант – блок «ДМ».

В процессе развития двигатель РД-58 проходил различные стадии модификации, направленные в основном на повышение его энергетических характеристик. Наиболее совершенный и мощный вариант был использован в объединенной двигательной установке (ОДУ) орбитального корабля «Буран», совершившего свой единственный полет 15 ноября 1988 г. Два РД-58М в этом случае предназначались для довыведения «Бурана» на орбиту, маневров в космосе и торможения при спуске.

В настоящее время вариант РД-58М (с сопловым насадком) используется в составе блока ДМ-SL комплекса «Морской старт». Двигатель имеет возможность многократности включения, а в дальнейшем предполагается многократность его использования. Управление вектором тяги осуществляется путем качания ЖРД на карданном подвесе. В комплект поставки кроме маршевого двигателя входят бустерный насос жидкого кислорода, устанавливаемый на баке окислителя, бустерный насос керосина, устанавливаемый на баке горючего и блок многократного запуска, обеспечивающий химическое зажигание в газогенераторе ТНА и основной камере сгорания. Двигатель может работать как на керосине, так и на синтетическом углеводородном горючем «синтин» (циклин).

Какой-то злой рок преследует в последнее время российскую ракету-носитель «Протон»! Всего лишь полгода назад, в сентябре 2007 г., потерпел аварию «Протон-М», в результате чего был потерян японский телекоммуникационный спутник JCSat 11 (см. «Взлет» №10/2007, с. 53). И вот, новая неприятность – вновь при попытке запуска спутника связи, на этот раз американского.

Согласно официальной информации Роскосмоса, события развивались следующим образом. Очередной коммерческий пуск РН «Протон-М» с космодрома «Байконур» состоялся 15 марта в 02.18 МСК. В головной части носителя были размещены разгонный блок «Бриз-М» и принадлежащий американской корпорации SES AMERICOM, Inc. телекоммуникационный спутник АМС-14, который предполагалось доставить на геопереходную орбиту.

Как известно из теории, оптимальное выведение на высокоэллиптические околоземные орбиты (в т.ч. на геостационарные и геопереходные) возможно при двукратном включении двигателя – в перигее и апогее переходной орбиты (т.н. «гомановская схема»). Однако эта схема оптимальна при достаточно большой тяговооруженности КА (или разгонного блока). Примерно так и происходит выведение геостационарных спутников при использовании разгонного блока «ДМ»: последний оснащен мощным кислородно-керосиновым двигателем 11Д58М тягой 8,5 тс.

Характерной же особенностью блока «Бриз-М» является использование относительно «маломощного» двигателя 5С.98М на долгохранимом топливе. Его тяга составляет всего лишь 2 тс. При такой невысокой тяговооружен- ности (стартовая масса космической головной части в момент отделения от последней ступени РН – свыше 20 т!) активные участки орбитального перелета имеют большую длительность, вследствие чего при «двухимпульсном» маневре существенно увеличиваются гравитационные потери и падает масса полезного груза. В этом случае, более оптимальными являются схемы с многократными, но относительно «короткими», включениями двигательной установки разгонного блока.

Для системы «Протон-М» – «Бриз-М» возможно несколько схем выведения на геостационарную (или геопереходную) орбиту. Обычно для тяжелых аппаратов применяется «медленная» схема с пятью включениями двигателя. При меньшей массе спутника используется «быстрая» схема с четырьмя включениями, которая обеспечивает выведение за два с половиной витка (длительность перелета около 4 ч). 15 февраля была использована «экспериментальная» схема с тремя включениями и временем выведения в течение 7 ч за два витка. До этого ее применяли только однажды – в октябре 2004 г. При трех- или четырехимульсном выведении второе включение – самое продолжительное, оно длится около 34 мин.