В этот день… №3-15 (21-31 марта)



Александр Грищенко Аэродинамический стабилизатор для спутника на околоземной орбите? Звучит, по меньшей мере, странно. Но, тем не менее, были такие спутники, и первый из них отправился на орбиту более полувека тому назад.
 
 
 

 
21 марта 1962 года – первый старт китайской ракеты DF-2 (КНР).

Ракета средней и малой дальности DF-2 («Дунфэн-2» – буквально «Восточный Ветер») стала первой китайской самостоятельно разработанной жидкостной ракетой. Китай довольно быстро прошёл путь от копирования советской ракеты Р-2 до самостоятельных разработок.

1 августа 1960 года в Пятой академии Минобороны КНР обсудили и утвердили общий проект «Дунфэн-2», определили максимальную дальность ракеты в 1200 км и заявили о необходимости завершить предварительные конструкторские работы к концу года.

Общий проект ракеты «Дунфэн-2» был предложен ещё в марте 1960 года. В соответствии с проектными планами длина ракеты должна составить 20,9 м, максимальный диаметр 1,65 м, в хвостовой части – 4 треугольных стабилизатора, взлётная масса – 29,8 т, тяга двигателя – 46 т, в качестве топливных компонентов по-прежнему рассматривались жидкий кислород и спирт, удельный импульс – 200 с, дальность – 1200 км. И по своим характеристикам, и по облику ракета DF-2 напоминала советский прототип Р-5.

Ракета DF-2 в Пекинском военном музееДля повышения дальности полёта были предусмотрены следующие конструктивные мероприятия: преобразование конструкции кислородного бака в однокамерную структуру, замена стальной конструкции хвостовой части на полумонокок из алюминиевого сплава, а для удобства обработки хвостовую часть сделали в форме трубы. В 1960 году завод №211 произвёл с помощью формовки взрывом конусообразное отверстие крышки на дне бака с загибом переднего конца вверх, гофрированную крышку, а также другие особые детали необычайной формы.

Значительно был усовершенствован ракетный двигатель. Так, бак для перекиси водорода (с увеличенным давлением) изготовили не из углеродистой стали, а из алюминиевого сплава. Была изменена конструкция основных агрегатов, включая камеру двигателя. Турбонасосный агрегат был перепроектирован: добавлен насос перекиси водорода и изменена конструкция турбины. За счёт этого, мощность турбины увеличилась на 45%. Была модифицирована система управления, телеметрическая система и наземное оборудование ракеты «Дунфэн-2».

В декабре 1960 года первоначальные конструкторские работы были завершены. В марте 1961 года прошли первые огневые испытания ЖРД 5D60. Время работы двигателя на стенде – 40 с, тяга – 430 кН. Весной 1961 года было завершено техническое проектирование ракеты и её систем и наступил этап изготовления изделия.

DF-2A перед испытательным запуском20 февраля 1962 года была собрана первая ракета «Дунфэн-2». 3 марта ракета была отправлена на Северо-Западный полигон. Утром 21 марта наступил черёд лётных испытаний. Через несколько секунд после старта ракета начала сильно вибрировать и вращаться. Вскоре загорелся двигатель, в хвостовой части показалось пламя. Затем двигатель выключился. На 69 секунде полёта ракета упала недалеко от стартовой площадки.

С апреля 1962 года начался этап анализа аварии. В предварительном отчёте об испытаниях первой ракеты «Дунфэн-2» назывались следующие основные причины аварии: во-первых, корпус ракеты не рассматривался как упругая конструкция; во-вторых, недостаточная прочность двигателя. Всё это являлось следствием спешки и конструкторских упущений. Тяга двигателя была увеличена на 21%, но возможность реализации повышенных характеристик не подкреплялась большим объёмом стендовых испытаний. Общее проектирование и проектирование отдельных систем, а также сборка ракеты и испытания отдельных систем велись одновременно.

Транспортировка ракеты DF-2После изучения и анализа причин аварии был принят ряд мер по улучшению разработки «Дунфэн-2». Во-первых, было принято решение о снижении тяги двигателя, укреплении конструкции и корпуса ракеты. Во-вторых, была повышена ответственность исполнителей, создана многоуровневая система конструкторов. В-третьих, было указано на выполнение всех операций в строгом порядке: контроль установки на блоках и узлах элементов, отвечающих необходимым требованиям; сборка системы с применением только блоков и узлов, прошедших приёмку, испытания и контроль качества. В-четвёртых, было указано на необходимость повышения внимания к наземным испытаниям. Всего было предусмотрено 17 видов наземных испытаний. В общем, китайские создатели ракетной техники, повторили путь немецких, советских и американских коллег.

Через два года, 25 мая 1964 года, после доработок конструкции ракеты «Дунфэн-2», первая ракета партии «01» была отправлена на Северо-Западную стартовую площадку. 29 июня 1964 года состоялся успешный запуска доработанной ракеты. 9 и 11 июля были запущены ещё две ракеты, а с сентября по октябрь того же года было проведено 5 успешных запусков. Вот так, и через 20 лет творение команды Вернера фон Брауна продолжало служить учебным пособием для ракетчиков разных стран.

Доработанные БРСД «Дунфэн-2А» стояли на вооружении армии КНР до 80-х годов ХХ века, когда её отдалённый прототип А-4 получил прописку в различных технических музеях, а американские и советские клоны немецкой ракеты были давно сняты с вооружения.


 

21 марта 1967 года – первый в мире ИСЗ («Космос-149») с аэрогироскопической стабилизацией на орбите (СССР).

Космический аппарат ДС-МО (оптический)Во второй половине 60-х годов ХХ века специалистами КБ «Южное» (г. Днепропетровск) был разработан КА ДС-МО, предназначенный для проведения исследований пространственно-временных вариаций радиационного баланса Земли и её атмосферы в видимой, ближней ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра. Кроме того, аппаратура спутника позволяла получить изображения облачного покрова Земли и подстилающей поверхности, определить температуру подстилающей поверхности, получить информацию о пространственно-временном распределении масс озона и водяного пара в атмосфере.

В состав научной аппаратуры входили:

  • телевизионная аппаратура «Топаз-25-М»;
  • актинометрическая аппаратура «Актин-1» (телефотометры, спектроанализатор, приборы для измерения отражённой от Земли солнечной радиации, манометр).

Макет «Космоса-149» в Музее космонавтики в КалугеМасса КА 321 кг. Расчётные параметры орбиты: высота перигея – 248 км, высота апогея – 297 км, наклонение орбиты – 48,4°. Время активного существования – 10 суток.

Но «изюминкой» спутников серии ДС-МО было не научное оборудование, а принцип аэрогироскопической стабилизации. Система ориентации состояла из аэродинамического стабилизатора и гироскопических демпферов. Стабилизатор крепился к корпусу с помощью штанг и выполнял роль оперения стрелы, что приводило к появлению восстанавливающих моментов по тангажу и рысканию, стремящихся совместить продольную ось аппарата с вектором скорости набегающего потока. Точность системы ориентации по показаниям датчиков контроля ориентации, расположенных на КА, оказалась не хуже 5° по всем трём осям.

Схема ИСЗ ДС-МО

Схема ИСЗ ДС-МО:
1 – корпус; 2 – иллюминатор телевизионной аппаратуры; 3 – датчики автоматической аппаратуры; 4 – антенны; 5 – аэродинамический стабилизатор; 6 – штанга стабилизатора; 7 – механизм выдвижения стабилизатора

Разработка космического аппарата, стабилизирующегося с помощью аэродинамических сил – задача большой технической сложности, так как верхние слои атмосферы очень разрежены, что влечёт за собой высокие требования к точности выведения аппарата на орбиту.

Всего было запущено два таких КА (спутники «Космос-149» и «Космос-320») с космодрома Капустин Яр. Кроме большого объёма научной информации, полученного со спутников, была отработана аэрогироскопическая система ориентации.

Несмотря на успешные полёты, подобная система ориентации больше не применялась ни на одном КА.


 

При подготовке материалов были использованы следующие источники:

  1. Чэнчжи Ли. Развитие китайских космических технологий / Под ред. Бао Оу, Хан Ихуа, Ю. М. Батурина и др. – СПб.: Нестор-История, 2013.
  2. Ракеты и космические аппараты конструкторского бюро «Южное» / Под ред. генерального конструктора, академика С. Н. Конюхова. – Днепропетровск: ГКБ «Южное» им. М. К. Янгеля, 2000.
  3. Журнал «Техника-молодежи», №12, 1979.

 


« »



Оставьте свой комментарий

Вы должны быть авторизованы чтобы оставлять комментарии.

Рейтинг@Mail.ru