Зеніт, ракета

РН 11K77 «Зеніт» – ракета середнього класу, призначена для виведення на навколоземну орбіту в автоматичному режимі супутників цивільного та військового призначення, а також пілотованих апаратів. Існують дво- та триступінчасті модифікації. Як паливо застосовуються гас марки РГ-1 і рідкий кисень.

Приклад взаємовигідної кооперації

На запитання, чи ракета «Зеніт» українська чи українська, відповісти непросто. Основні елементи конструкції розроблені у Дніпропетровську у КБ «Південне» зусиллями радянських інженерів та науковців. Після розпаду Світського Союзу конструкторське бюро перейшло під юрисдикцію України, зберігши свій профіль діяльності та продовживши розвиток серії «Зеніт». Складання ракет здійснювалося також на дніпропетровському підприємстві «Південмаш».

Тим часом важливі елементи конструкції розроблялися та виготовлялися на українських підприємствах. Зокрема, розгонні блоки марки «ДМ» випускалися РКК «Енергія», а рідинні ракетні двигуни РД-171 та РД-171М – на НВО «Енергомаш». Загалом підприємства України постачали 70% комплектуючих. Можна сказати, що Зеніт – українська ракета, а її начинка – українська.

Історія створення

КБ «Південне» спочатку розробляло двоступінчасту РН «Зеніт» з індексом 11K77 наприкінці 1970-х – на початку 1980-х років відповідно до завдання Міністерства оборони СРСР мати такий засіб виведення, який дозволяв би швидко та ефективно заповнювати угруповання ШСЗ військового призначення.

Відповідно, при її конструюванні особлива увага зверталася на надійність, простоту в експлуатації та швидкість підготовки до пуску, що було досягнуто на основі широкого застосування стандартизації та автоматизації. Ракети-носії важкого класу за визначенням не можуть бути мобільними, тому конструктори зосередилися на проектуванні середнього класу РН.

На відміну від систем, що розроблялися в попередні роки, у цій конструкції використовуються найбільш передові технології підготовки та пуску, розроблені НДІ СК, партнером ДП «КБ «Південне» за багатьма проектами.

Здійснення польотів

Другою сферою застосування первісного варіанта РН «Зеніт-2» 11K77 було забезпечення польотів на орбітальну станцію «Мир» з екіпажем на борту. Щоб відповідати всім вимогам до засобів виведення пілотованих космічних кораблів, в конструкцію РН «Зеніт» було закладено значне внутрішнє резервування та вжито багато інших заходів підвищення надійності.

Основні параметри конструкції

«Зеніт» – ракета-носій, чиї технічні характеристики та конструктивні параметри відповідають найкращим світовим стандартам. Заслуговує на особливу увагу той факт, що більше 90% повної маси ступенів припадає на паливо. Таким чином, конструкція обох ступенів виявляється однією з найефективніших у сучасній космонавтиці.

Відносно 1-го ступеня це багато в чому пояснюється високими характеристиками двигуна РД171М, а також відсутністю бічних прискорювачів. Відсутність бічних прискорювачів ще більше полегшує підготовку до пуску, будучи однією з основних відмінностей РН «Зеніт» від інших засобів виведення. Крім того, конструкція ступеня виявляється ефективнішою, скорочується кількість піротехнічних засобів, а також зростає загальна надійність, оскільки відпадає необхідність у механізмах відділення бічних прискорювачів. Крім цього, широкий діапазон керованості на всіх етапах польоту дозволяє проводити пуски «Зеніту» за різнихшвидкостях вітру та в різних погодних умовах, що також сприяє своєчасному та точному виведенню корисного вантажу.

Основні системи

На РН є повний комплект бортової радіоелектронної апаратури забезпечення роботи системи телеметрії. Бортова телеметрична система «Сіріус» забезпечує передачу ТМІ двома окремими радіоканалами на існуючі НІП, розташовані на території України.

Поділ сходів – «тепле»: здійснюється запуском кермового двигуна 2-го ступеня, підривом міжступеневих механічних зв'язків і гальмуванням за допомогою чотирьох РДТТ частини першої щаблі, що відокремлюється. Після її видалення на безпечну відстань запускається маршовий двигун 2-го ступеня.

На РН встановлено такі системи, що забезпечують її експлуатацію та функціонування у польоті:

система управління;
система вимірів;
пневмогідравлічна система подачі компонентів палива;
система управління витрачанням палива;
система контролю заправки;
система безпеки польоту;
система термостатування повітрям високого тиску;
елементи системи контролю температури;
елементи системи термостатування;
системи гідроприводів;
система пожежо попередження.

Модернізація

РН «Зеніт-2» після розвалу СРСР не канула в небуття. Українське підприємство «Південмаш» за тісної кооперації з українськими та зарубіжними партнерами продовжило розвиток проекту «Зеніт». Були розроблені ракетні комплекси, що дозволяють здійснювати старти з землі (Зеніт-2SL Б, Зеніт-3SL Б, Зеніт-3SL БФ) і з морських платформ (Зеніт-3SL). Майже всі старти ракетних комплексів наземного базування здійснювалися на Байконурі.

Міжнародний проект «Морський старт» було організовано у 1995 році зусиллями американської компанії Boeing Commercial Space (40 % капіталу), української РКК «Енергія» (25 %), українськими ВО «Південмаш» та КБ «Південне» (загальна частка 15 %) та норвезькими суднобудівниками Aker Solutions (20%). Метою консорціуму стали зручніші та економічніші запуски з морської платформи «Одіссей», розташованої в зоні екватора. Демонстративне випробування ракети пройшло успішно. З 1999 року було здійснено 32 вдалих комерційних пуску із застосуванням РН «Зеніт-3SL», та 4 невдалих. На даний момент через негативні події в Україні українська сторона в проекті призупинила свою участь.

Перший ступінь

Конструкція першого ступеня РН «Зеніт» включає:

міжступінкову раму;
двигун РД171 (РД171М);
хвостовий відсік;
баки пального та окислювача.

Міжступенева рама є перехідним відсіком зварної ферменної конструкції. На ній змонтована бічна плата електропневмороз'ємів, що забезпечує зв'язок систем РН та КА із відповідними наземними системами до старту РКН.

У паливних баках розміщено вузли автоматики ПГСП, датчики СКЗ, СУРТ, у баку окислювача, крім того, встановлені балони системи наддуву. У хвостовому відсіку розміщено чотирикамерний двигун РД171М, який за допомогою стрижневої рами встановлюється на нижній торцевий шпангоут.

Двигун РД171

Силова установка призначена для створення тяги та зусиль, що управляють, по всіх каналах стабілізації РКН. Цей двигун встановлювався на перших щаблях усіх модифікацій РН «Зеніт». Ракета і зараз комплектується вдосконаленою модифікацією РД171М. У конструкцію двигуна введено зміни, спрямованіна підвищення його надійності та експлуатаційних якостей.

У РД171 знайшли застосування найпередовіші технології виготовлення рідинних ракетних двигунів, розроблені українськими підприємствами в галузі двигунобудування. На даний момент модифікація РД171М є найпотужнішим ЖРД у світі, його потяг у момент старту (у Землі) становить 740 тс.

Другий ступінь

Конструкція другого ступеня РН «Зеніт» включає:

приладовий модуль;
маршовий двигун РД120;
кермовий двигун РД8.
баки окислювача та пального;
хвостовий відсік.

У приладовому модулі розміщується основна частина радіоелектронної бортової апаратури системи керування та системи вимірювань. У паливних баках, як і першому ступені, розміщені датчики СУРТ, СКЗ, вузли автоматики ПГСП, у баку окислювача – балони системи наддуву.

Хвостовий відсік з циліндричною клепаною силовою оболонкою призначений для розміщення рухового блоку, що складається з маршового однокамерного двигуна РД120 і чотирикамерного рульового двигуна РД8.

«Зеніт»: ракета та її технічні характеристики

За час експлуатації ракет-носіїв «Зеніт» всіх типів було здійснено 82 пуски, більшість пройшла абсолютно успішно (69 запусків), 4 – частково невдалих, решта позаштатних.

Довжина ракети: 57-59,6 м-коду.
Число ступенів: 2 або 3.
Максимальний діаметр: 3,9м.
Корисне навантаження: 15 т для систем морського старту, 13,7 т – для наземних систем.
Стартова вага: 445-462 т.

Незважаючи на приклад успішної співпраці за міжнародною програмою «Зеніт», ракета на даний момент не випускається через нестабільну ситуацію в Україні.