Западноевропейские ракеты-носители серии Ариан (стр. 1 из 3)
Московский Государственный Технический Университет им. Н.Э. Баумана 
Западноевропейские ракеты-носители серии «Ариан»
Выполнил: студент группы М1-42 Сергей Мельников
(e-mail: king.midas@mtu-net.ru)
 |
 |
Оглавление:
Введение
Характеристики ЖРД отдельных ступеней
Схематическое изображение ракеты-носителя
Сравнение программ полета ракет серии «Ариан»
О конкуренции между «Спейс Шаттл» и «Ариан»
Перспективные модели «Ариан-3» и «Ариан-4»
Перспективы эксплуатации
Стартовый комплекс
Некоторые исторические факты
Пятый запуск (L-5)
Шестой запуск (L-6)
Планы запусков ракет-носителей «Ариан»
О затратах на программу «Ариан» Список литературы
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 основные отличия ракеты «Ариан-3» от ракеты «Ариан-1» (на рис. 1 показано местоположение элементов и узлов ракеты «Ариан-3», имеющих эти отличия).
1. Изменена форма (с конуса) на двойной конус) носка головного обтекателя, что позволило увеличить объем для размещения полезной нагрузки без увеличения длины и максимальной длины обтекателя.
2. Увеличена на 0.5 м длина конструкции «Сильда», размещаемой под головным обтекателем, что позволяет 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 примерно 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 используется не чистый несимметричный диметилгидрозин (НДМГ), а смесь НДМГ (75%) с гидразингидратом (25%), что уменьшило вероятность возникновения неустойчивого горения.
7. Модифицирован межбаковый отсек первой ступени в расчете на крепление подвесных твердотопливных ускорителей.
8. Предусмотрено использование 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.
Характеристики ЖРД отдельных ступеней и стартовых ускорителей ракеты «Ариан-3»:
| Название и число двигателей | Топливо (масса, т) | Тяга, т | Давление в камере сгорания, атм | Продолжи-тельность работы, с | |
| Стартовые ускорители | 2 РДТТ | Твердое (2х7.3) | 70 | 26-30 | |
| Первая ступень | 4 ЖРД «Викинг-5» | N204 (94.2) НДМГ+гид- разингидрат (50.9) | 67 (на уровне моря) | 58.5 | 142 |
| Вторая ступень | 1 ЖРД «Викинг-4» | N2O4 (21.7) НДМГ+ гид-разингидрат (11.8) | 77 (в вакууме) | 58.5 | 140 |
| Третья ступень | 1 ЖРД НМ-7 | Н2 (2.4) О2 (8.1) | 6 (в вакууме) | 35 | 735 |
Сравнение программ полета ракет «Ариан-1», «Ариан-2» и «Ариан-3»:
| «Ариан-1» | «Ариан-2» | «Ариан-3» | |
| Бортовое время отделения ускорителей, с | 34 | ||
| Высота полета в этот момент, км | 4 | ||
| Скорость полета в этот момент, м/с | 255 | ||
| Бортовое время отделения первой ступени, с | 154 | 144 | 138 |
| Высота полета в этот момент, км | 57 | 51 | 55 |
| Скорость полета в этот момент, м/с | 1810 | 1850 | 2100 |
| Бортовое время отделения головного обтекателя, с | 250 | 225 | 219 |
| Высота полета в этот момент, км | 108 | 107 | 108 |
| Скорость полета в этот момент, м/с | 3250 | 3040 | 3165 |
| Бортовое время отделения второй ступени, с | 298 | 273 | 273 |
| Высота полета в этот момент, км | 141 | 146 | 147 |
| Скорость полета в этот момент, м/с | 4740 | 4470 | 4725 |
| Бортовое время вывода пол. нагрузки на орбиту, с | 870 | 994 | 994 |
| Высота полета в этот момент, км | 212 | 210 | 216 |
| Скорость полета в этот момент, м/с | 9755 | 9755 | 9750 |
Затраты на разработку ракет «Ариан-2» и «Ариан-3» оценивают примерно в 75 млн. долл. в
ценах 1979 года. Для сравнения указывается, что затраты на разработку ракеты-носителя «Ариан-1» превысили 1 млрд. долл. в ценах 1980 года.
О конкуренции между 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 причин такого решения были меньшие затраты в случае использования МТКК, причем NASA в данном случае понизило стоимость фрахта по сравнению с объявленной фиксированной величиной для периода с 1 октября 1985 года по 30 сентября 1988 года. Характерно, что впервые в своей практике NASAзапретило распространять какую-либо информацию о финансовой стороне своего предложения.
Сообщается, что в конкурентной борьбе за предоставление носителей для остальных трех спутников модели INTELSAT-6 консорциум «Арианспейс» пересмотрел финансовую сторону своего предложения.
Перспективные модели «Ариан-3» и «Ариан-4»
Ракеты-носители «Ариан-4» должны использовать навесные твердотопливные и жидкостные ускорители. Твердотопливные ускорители изготовляет итальянская фирма DifesaeSpazio, жидкостные – западногерманский концерн MBB/ERNO. Контракт (30 млн. марок) на жидкостные ускорители предусматривает 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 объем. 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 результате затраты на сборку сократятся в четыре раза за счет рабочих платформ и другого специализированного оборудования.
Национальное управление аэрокосмических исследований (ONERA) планирует провести в аэродинамической трубе испытания действующей масштабной модели «Ариан-4» для оценки аэродинамических характеристик и истекающего потока газов двигателей. В частности, в 1984 году намечены испытания модели ракеты «Ариан-4-4L», которая имеет наилучшие энергетические характеристики 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 фирма DifesaeSpazio. Первые испытания ускорителя были неудачными, все последующие – успешными. После восьмых испытаний, проведенных 15 июля 1983 года, ускоритель получил свидетельство о летной годности. При седьмых испытаниях ускоритель был установлен вертикально, при всех прочих – горизонтально.
Перспективы эксплуатации
Консорциум «Арианспейс», эксплуатирующий западноевропейские ракеты-носители «Ариан», сообщил, что он получил заявку на запуск этой ракетой-носителем итальянского предэксплуатационного спутника связи «Италсат» в 1987 году. С учетом этой заявки окончательно утверждены запуски 22 спутников ракетами-носителями «Ариан». Владельцы этих спутников должны выплатить консорциуму «Арианспейс» в общей сложности около 600 млн. долл. Отмечается, что примерно половина заявок исходит от владельцев полезных нагрузок из неевропейских стран. До настоящего времени консорциум «Арианспейс» заказал 24 ракеты-носителя «Ариан».