рефераты, курсовые, дипломы >>> астрономия, авиация, космонавтика

 

Западноевропейские ракеты-носители серии Ариан

 

Оглавление:

Введение

2
свойства ЖРД отдельных ступеней 2

Схематическое изображение ракеты-носителя

3

Сравнение программ полета ракет серии «Ариан»

4

О конкуренции меж «Спейс Шаттл» и «Ариан»

4

Перспективные модели «Ариан-3» и «Ариан-4»

4

Перспективы эксплуатации

5

Стартовый комплекс

5

некие исторические факты

6
Пятый запуск (L-5)

7
Шестой запуск (L-6)

7
Планы запусков ракет-носителей «Ариан»

8
О издержек на программу «Ариан»

8
перечень литературы

9

Западноевропейская организация ESA в 1983 году занималась разработкой ракет-носителей «Ариан-2» и «Ариан-3», представляющие собой усовершенствованные варианты эксплуатируемой в настоящее время ракеты- носителя «Ариан-1». Ракета «Ариан-1» может вывести на орбиту с высотой перигерия 200 км, высотой апогея ~ 36 000 км и наклонением 8° полезную нагрузку массой 1780 кг, ракета «Ариан-2» - 2210 кг, ракета «Ариан-3» –
2580 кг. Ракета «Ариан-3» представляет собой ракету «Ариан-2», дополнительно оснащенную стартовыми ускорителями. Первой была запущена ракета «Ариан-3».

Ниже перечисляются главные отличия ракеты «Ариан-3» от ракеты «Ариан-1»
(на рис. 1 Показано положение частей и узлов ракеты «Ариан-3», имеющих эти отличия).

1. Изменена форма (с конуса) на двойной конус) носка головного обтекателя, что позволило увеличить размер для размещения полезной перегрузки без роста длины и наибольшей длины обтекателя.
2. Увеличена на 0.5 м длина конструкции «Сильда», размещаемой под головным обтекателем, что дозволяет выводить на орбиту два спутника PAM-D.
3. Удлинен баковый отсек третьей ступени, что позволило увеличить запас топлива (жидкий водород и жидкий кислород) на ступени с 8 до 10.5 т.
4. Давление в камере сгорания ЖРД НМ-7 на третьей ступени повышено с 30 до

35 атм.
5. Длина сопла ЖРД третьей ступени увеличена на 0.2 м, что позволило повысить удельный импульс приблизительно на 4 кг*с/кг.
6. Давление в камере сгорания ЖРД «Викинг-4» на второй ступени увеличено с

53.5 до 58.5 атм. В этом ЖРД, а также в ЖРД, «Викинг-5» на первой ступени, в качестве горючего употребляется не незапятнанный несимметричный диметилгидрозин (НДМГ), а смесь НДМГ (75%) с гидразингидратом (25%), что уменьшило возможность возникновения неустойчивого горения.
7. Модифицирован межбаковый отсек первой ступени в расчете на крепление подвесных твердотопливных ускорителей.
8. Предусмотрено внедрение двух твердотопливных ускорителей.
9. Модифицирована подмоторная рама ЖРД первой ступени в расчете на крепление подвесных ускорителей.
10. Давление в камере сгорания ЖРД «Викинг-5» на первой ступени увеличено с

53.5 до 58.5 атм.

свойства ЖРД отдельных ступеней и стартовых ускорителей ракеты «Ариан-
3»:


| |заглавие и|Топливо | |Давление в|Продолжи-т|
| |число |(масса, т)|Тяга, т |камере |ельность |
| |двигателей| | |сгорания, |работы, с |
| | | | |атм | |
|Стартовые |2 РДТТ |жесткое |70 | |26-30 |
|ускорители| |(2х7.3) | | | |
|Первая | |N204 | | | |
|ступень |4 ЖРД |(94.2) |67 | | |
| |«Викинг-5»|НДМГ+гид- |(на уровне|58.5 |142 |
| | |разингидра|моря) | | |
| | |т | | | |
| | |(50.9) | | | |
|Вторая | |N2O4 | | | |
|ступень |1 ЖРД |(21.7) |77 | | |
| |«Викинг-4»|НДМГ+ |(в |58.5 |140 |
| | |гид-разинг|вакууме) | | |
| | |идрат | | | |
| | |(11.8) | | | |
|Третья | |Н2 | | | |
|ступень |1 ЖРД |(2.4) |6 | | |
| |НМ-7 |О2 |(в |35 |735 |
| | |(8.1) |вакууме) | | |

Сравнение программ полета ракет «Ариан-1», «Ариан-2» и «Ариан-3»:


| |«Ариан-1|«Ариан-2|«Ариан-3»|
| |» |» | |
|Бортовое время отделения | | |34 |
|ускорителей, с | | | |
|Высота полета в этот момент, км | | |4 |
|Скорость полета в этот момент, м/с | | |255 |
|Бортовое время отделения первой |154 |144 |138 |
|ступени, с | | | |
|Высота полета в этот момент, км |57 |51 |55 |
|Скорость полета в этот момент, м/с |1810 |1850 |2100 |
|Бортовое время отделения головного |250 |225 |219 |
|обтекателя, с | | | |
|Высота полета в этот момент, км |108 |107 |108 |
|Скорость полета в этот момент, м/с |3250 |3040 |3165 |
|Бортовое время отделения второй |298 |273 |273 |
|ступени, с | | | |
|Высота полета в этот момент, км |141 |146 |147 |
|Скорость полета в этот момент, м/с |4740 |4470 |4725 |
|Бортовое время вывода пол. Перегрузки|870 |994 |994 |
|на орбиту, с | | | |
|Высота полета в этот момент, км |212 |210 |216 |
|Скорость полета в этот момент, м/с |9755 |9755 |9750 |


издержки на разработку ракет «Ариан-2» и «Ариан-3» оценивают приблизительно в 75 млн. Долл. В ценах 1979 года. Для сравнения указывается, что издержки на разработку ракеты-носителя «Ариан-1» превысили 1 млрд. Долл. В ценах 1980 года.

О конкуренции меж МТКК «Спейс Шаттл» и западноевропейской ракетой- носителем «Ариан»

Как уже сообщалось, консорциум ITSO предпочел МТКК «Спейс Шаттл» ракете- носителю «Ариан-4-4LP» в качестве носителя для первых двух спутников модели
INTELSAT-6. По мнению наблюдателей, одной из обстоятельств такового решения были меньшие издержки в случае использования МТКК, причем NASA в данном случае снизило цена фрахта по сравнению с объявленной фиксированной величиной для периода с 1 октября 1985 года по 30 сентября 1988 года.
типично, что в первый раз в собственной практике NASA запретило распространять какую-или информацию о денежной стороне собственного предложения.
Сообщается, что в конкурентноспособной борьбе за предоставление носителей для других трех спутников модели INTELSAT-6 консорциум «Арианспейс» пересмотрел финансовую сторону собственного предложения.

Перспективные модели «Ариан-3» и «Ариан-4»

Ракеты-носители «Ариан-4» обязаны употреблять навесные твердотопливные и жидкостные ускорители. Твердотопливные ускорители изготовляет итальянская компания Difesa e Spazio, жидкостные – западногерманский концерн MBB/ERNO.
договор (30 млн. Марок) на жидкостные ускорители предугадывает изготовление шести образцов: двух для прочностных и вибрационных испытаний
(с середины 1984 года), двух для огневых испытаний (в конце 1984 года) и двух для летних испытаний в составе первой ракеты «Ариан-4», запуск которой был намечен на конец 1985 года. Концерн MBB/ERNO привлек итальянскую фирму
Aeritalia (топливные баки), бельгийскую фирму SABCA (подмоторная рама, межбаковый отсек и передняя юбка), французское объединение Aerospatiable
(система отделения) и нидерландскую фирму Fokker (головной обтекатель). Для упрощения конструкции ускорителя средства управления его воспламенительным устройством, пиротехническими устройствами и телеметрической системой размещены в межбаковом отсеке первой ступени ракеты, где

имеется достаточный свободный размер. Сборка ускорителя будет производиться на заводе концерна MBB/ERNO в Бремене (ФРГ). Планируется сборка в горизонтальном положении, а не в вертикальном, как практикуется в настоящее время для ступеней ракеты «Ариан». Указывается, что в итоге издержки на сборку сократятся в четыре раза за счет рабочих платформ и другого специализированного оборудования.

Национальное управление аэрокосмических исследований (ONERA) планирует провести в аэродинамической трубе тесты работающей масштабной модели
«Ариан-4» для оценки аэродинамических черт и истекающего потока газов двигателей. В частности, в 1984 году намечены тесты модели ракеты
«Ариан-4-4L», которая имеет наилучшие энерго свойства из всех вариантов ракеты «Ариан-4». Модель оснащается восемью работающими ЖРД
(четыре ЖРД первой ступени и четыре ЖРД навесных жидкостных блоков).

Твердотопливные ускорители для ракеты «Ариан-3» разработала итальянская компания Difesa e Spazio. Первые тесты ускорителя были плохими, все следующие – успешными. После восьмых испытаний, проведенных 15 июля 1983 года, ускоритель получил свидетельство о летной годности. При седьмых испытаниях ускоритель был установлен вертикально, при всех иных – горизонтально.

Перспективы эксплуатации

Консорциум «Арианспейс», эксплуатирующий западноевропейские ракеты- носители «Ариан», сказал, что он получил заявку на запуск данной ракетой- носителем итальянского предэксплуатационного спутника связи «Италсат» в
1987 году. С учетом данной заявки совсем утверждены запуски 22 спутников ракетами-носителями «Ариан». Владельцы этих спутников обязаны выплатить консорциуму «Арианспейс» в общей трудности около 600 млн. Долл.
Отмечается, что приблизительно половина заявок исходит от владельцев нужных нагрузок из неевропейских государств. До реального времени консорциум
«Арианспейс» заказал 24 ракеты-носителя «Ариан».

Стартовый комплекс

На полигоне Куру во Французской Гвинее сооружается второй стартовый комплекс для ракет-носителей «Ариан». На этом комплексе предусматривается внедрение двух мобильных стартовых столов: одного для ракет «Ариан-2» и
«Ариан-3», второго для ракет «Ариан-4». Первый столик имеет огромную высоту, поскольку высота ракет «Ариан-2» и «Ариан-3» меньше, чем ракеты «Ариан-4».
Опоры для ракеты на стартовом столе по договору (3.5 млн. Фнт. Стерл. В ценах 1980 года), организации ESA создает британская компания British
Aerospace Dynamic. Опоры для стартового стола ракет «Ариан-2» и «Ариан-3» компания обязана поставить в конце 1984 года, для стартового стола ракет «Ариан-
4» - начале 1985 года. Первый запуск ракеты «Ариан-3» со стартового комплекса ELA-2 намечен на начало 1985 года, первый запуск ракеты «Ариан-4»
- на декабрь 1985 года.
С комплекса ELA-2 можно будет раз в год запускать 12 ракет-носителей
«Ариан» (с комплекса ELA-1 – шесть). Потребные издержки на его стройку оценивают в 700 млн. Франков. На строительстве занято 450 человек, из них
150 прибыли из западноевропейских государств. Стройку ведут французские
(52,7% от стоимости работ), западногерманские (22%), бельгийские (11,5%), английские, датские, испанские, итальянские и швейцарские компании.

некие исторические факты


ВЕЛИКОБРИТАНИЯ
О спутниках «Юнисат»

Этот спутник обеспечит ретрансляцию двух программ «Би-Би-Си» на
Великобританию и Западную Европу, а, не считая того, передачу данных с высокой информативностью меж абонентами Великобритании и абонентами США (в последнем случае – с внедрением в качестве ретрансляторов спутников
INTELSAT). Первый спутник «Юнисат» планируют вывести на орбиту в начале
1986 года предположительно ракетой-носителем «Ариан-4».

ВЕЛИКОБРИТАНИЯ-ФРАНЦИЯ
О спутнике «Евростар» (ESC / «Телеском I»)

британская компания BAC и французская компания Matra создали консорциум Satcom
Int. Для разработки спутника «Евростар». Экспериментальный эталон спутника, получивший наименования «Атос» и «ST-100», обязан быть выведен на стационарную орбиту в декабре 1985 года ракетой-носителем «Ариан-4» при первом её запуске.

ESA
О спутнике ERS-1 для исследования природных ресурсов

Западноевропейский спутник ERS-1, предназначенный для исследования природных ресурсов моря, обязан быть запущен в конце 1987 года ракетой- носителем «Ариан-3». Этот спутник будет употреблять модифицированный отсек служебного оборудования, разработанный для французского спутника «Спот», предназначенного для исследования природных ресурсов суши. Модификации подвергнется энергетическая установка, которая обязана обеспечить огромную мощность, также бортовая двигательная установка, которая обязана нести 300 кг гидразина, вдвое больше, чем на спутнике «Спот».

СКАНДИНАВСКИЕ СТРАНЫ
О спутнике «Теле-Х»

Экспериментальный спутник связи «Теле-Х» обязан быть запущен в 1986 году ракетой-носителем «Ариан». Расчетная точка стояния на стационарной орбите – над 5? в.Д. Масса спутника 2100 кг. Он обязан употреблять «платформу»
(корпус и служебные системы), разработанную для спутников TV-SAT и TDF-1.
Спутник предназначен для непосредственного телевизионного вещания на скандинавские страны с внедрением диапазонов 12/18 ГГц и на передачу цифровых данных и видеоинформации с внедрением диапазонов 12/14 ГГц.
Расчетная длительность эксплуатации спутника 7 лет.

Пятый запуск (L-5)

10 сентября на полигоне Куру состоялся пятый запуск (запуск L-5) ракеты- носителя «Ариан». Это был первый эксплуатационный запуск ракеты (после четырех запусков в рамках летно-конструкторских испытаний), при котором она обязана была вывести на орбиту два спутника западноевропейской организации
ESA: «Марекс В» и «Сирио II». Но, вследствие аварии ракеты-носителя, спутники на орбиту не вышли.
На ракете-носителе «Ариан» спутник «Сирио II» располагался внутри конструкции «Сильда», а спутник «Марекс В» – на данной конструкции. Масса конструкции «Сильда», которая при запуске L-5 использовалась в первый раз, 185 кг, она крепится болтами конкретно к конусу из алюминиевого сплава на отсеке оборудования ракеты.
Для замены этих спутников организация ESA предполагает запустить спутники
«Марекс С» и «Сирио IIB», но это будет может быть не ранее 1984 года.

Старт ракеты-носителя «Ариан» был назначен на 2 ч 15 мин 10 сентября по
Гринвичу. Практически запуск состоялся в 2 ч 12 мин. Первые две ступени ракеты-носителя отработали нормально. Водородно-кислородный ЖРД НМ-7 третьей ступени, в согласовании с расчетной программой полета, был включен в Т[1] + 285 с. В Т + 560 с было записанно падение скорости вращения турбины ТНА третьей ступени с 61 800 до 60 800 об/мин, а спустя 1 с, - до
30 000 об/мин. В Т + 610 с скорость вращения турбины упала до нуля.
Параллельно с уменьшением скорости вращения турбины снижалось давление в камере сгорания ЖРД НМ-7, которая упала с номинального (32 атм) до нуля.
ЖРД НМ-7 проработал 5 мин 25 с заместо ~ 10 мин. В официальном сообщении указывалось: «Все остальные рабочие характеристики третьей ступени, в частности, давление в топливных баках и в системе наддува соответствовали расчетным.
таковым образом, предпосылкой аварии, по-видимому, явилось прекращение работы двигательной установки вследствие выхода из строя ТНА». В момент аварии третья ступень с полезной перегрузкой находилась на высоте ~ 200 км и имело скорость ~ 7 км/с, в то время как программа полета предугадывала достижение в конце работы ЖРД третьей ступени скорости 10,25 км/с, нужной для вывода полезной перегрузки на переходную эллиптическую орбиту с высотой апогея ~ 36 000 км. Ступень с полезной перегрузкой упала в
Атлантический океан.

Одной из задач запуска L-5 было слежение за отделившейся первой ступенью ракеты-носителя «Ариан» для чёткого определения её точки падения. Штатная программа полета ракет-носителей «Ариан» предугадывает подрыв первой ступени после её отделения, но при полете L-5 соответствующая команда выдана не была. Слежение за полетом отделившейся ступени осуществлялось с целью получения информации, принципиальной запланированного в будущем спасения ступени для её повторного использования. При запуске L-5 первая ступень никаких средств спасения не несла. Ступень в полете не разрушилась, но при падении в океан распалась на несколько кусков. Один из них (бак окислителя) был спасен специально высланным судном.

Шестой запуск (L-6)

16 июня 1983 года с полигона Куру был осуществлен шестой запуск ракеты- носителя «Ариан». В качестве полезной перегрузки на ракете были установлены спутники ESC-I (масса 1043 кг) для использования западноевропейской региональной системы связи и «Амсат-Оскар Х» (масса 130 кг) для использования радиолюбителями. Запуск прошел удачно. Спутники были выведены на орбиту с высотой перигея ~ 1500 км и высотой апогея ~ 36 000 км. Спутник «Амсат- Оскар Х» рассчитан на эксплуатацию в течение 3 лет,
ESC-I – 7 лет.

Планы запусков ракет-носителей «Ариан»

После аварии ракеты-носителя «Ариан» при запуске L-5 были разработаны новейшие планы запусков этих ракет. Для запусков L-6, … L-9 и L-20 обязаны употребляться ракеты-носители «Ариан-1», для запусков L-10, … L-19, L-21 и
L-22 – ракеты «Ариан-2» либо «Ариан-3», для запуска L-23 – ракеты «Ариан-4».
Запуски L-6, … L-9 осуществляет западноевропейская организация ESA, все следующие – консорциум «Арианспейс». С января 1985 года запуски стают более частыми в связи с вводом в строй второго стартового комплекса на полигоне Куру.

Американский бюллетень Aerospace Daily пишет, что в случае еще одной аварии ракеты некие организации-владельцы нужных нагрузок могут расторгнуть свои соглашения с консорциумом «Арианспейс» и находить остальные носители, при этом NASA надеется, что они выберут МТКК «Спейс Шаттл».
Бюллетень докладывает, что NASA проявляет необыкновенную заинтересованность в привлечении к использованию МТКК владельцев спутников «Уэстар», ESC,
«Джистар», SPC и STC.

Согласно начальным планам, полезной перегрузкой ракеты-носителя «Ариан» при запуске L-6 обязан был стать научный спутник «Экзосат», принадлежащий западноевропейской организации ESA. Запуск этого спутника ракетой «Ариан» не принесет организации ESA никакого дохода, поэтому она решила употреблять для запуска этого спутника американскую ракету-носитель «Торад-
Дельта», с тем чтоб «расчистить путь» для коммерческой эксплуатации ракеты- носителя «Ариан», что, по словам управляющих организации ESA, «является главным назначением ракеты». Запуски L-7, L-8 и L-9 со спутниками модели
INTELSAT-5 относятся конкретно к данной категории. Решение закупить для запуска спутника «Экзосат» американскую ракету-носитель обусловлено и тем обстоятельством, что «окно» для запуска ограничено характером научных исследований с внедрением этого спутника. Как сказал один из управляющих организации ESA: «Не представлялось способности откладывать запуск спутника «Экзосат» до того времени, когда для этого удастся выделить ракету-носитель «Ариан». Американский журнальчик Science докладывает, что решение о запуске спутника «Экзосат» американской ракетой принято под давлением западноевропейских астрономов, опасающихся, в частности, что дальнейшая отсрочка отразится на свойствах неких устройств. К примеру, могут ухудшится характеристики бериллиевого окна в детекторе частиц средней энергии.

О издержек на программу «Ариан»

Жан-Пьер Шевенман, министр научных исследований и индустрии Франции, привел некие данные о издержек на программу «Ариан». Общие издержки к концу 1985 года, т.Е. К завершению разработки ракеты-носителя «Ариан-4», составят 8 млрд. Франков (1,16 млрд. Долл.). С 1973 г. По 1981 г. Включительно израсходовано свыше 5 млрд. Франков. На 1982 год ассигновано ~
600 млн. Франков, на 1983 г. Запрашивалось 1293 млн. Франков. Из упомянутой суммы 5 млрд. Франков на долю Франции приходится 3,5 млрд. Франков, а всего до конца
1985 г. Франция затратит на программу «Ариан» ~ 5,55 млрд. Франков.
Шевенман заявил также, что аварийные запуски LO-2 и L-5 привели к потере
800 млн. Франков. В эту сумму входят 450 млн. Франков, нужных на
«восстановление» спутников «Марекс В» и «Сирио II», утраченных при запуске
L-5. Упомянутые аварии вызвали
17 месячную задержку в работах, а каждый лишний месяц, согласно сообщению
Шевенмана, обходится в 20 млн. Франков.

Литература

1. Подшивка еженедельного журнальчика «Ракетная космическая техника» № 1-26 за
1983 год
2. Подшивка еженедельного журнальчика «Ракетная космическая техника» № 27-52 за
1983 год

-----------------------
[1] Т- момент старта.


 
Еще рефераты и курсовые из раздела
Солнечный ветер, особенности межпланетного пространства (Солнце – Планеты)
Министерство образования РФ Санкт-Петербургский государственный электротехнический институт «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) Кафедра ИЗОС Реферат по экологии на...

Планета Земля
Содержание. Земля . 3 Античные и современные исследования Земли. 7 исследование Земли из космоса . 11 Возникновение жизни на Земле 15 Астероиды вблизи Земли . 20 ...

Происхождение солнечной системы (гипотеза О. Ю. Шмидта)
Кабардино-Балкарская Сельско- Хозяйственная Академия. Контрольная работа на тему: Происхождение Солнечной системы (гипотеза О. Ю. Шмидта). Вселенная так грандиозна, что в...

Пьер Симон Лаплас. Возникновение небесной механики
Санкт-Петербургский Государственный институт Математико-Механический факультетРеферат по «Истории механики» на тему: Пьер Симон Лаплас. Возникновение небесной...

Космизм
1. Содержание………………………………………………………………………………2 2. Введение………………………………………………………………………………….3-4 3. Федоров Н. Ф. > Биография………………………………………………………………………5-9 > Космическая...