Ангара (ракетное семейство) - Angara (rocket family)

Ангара
Первый испытательный пуск ракеты-носителя тяжелого класса «Ангара-А5» 03
Запуск Ангары А5
Функция Ракета-носитель
Производитель Хруничева
КБХА
Страна происхождения Россия
Стоимость за запуск Ангара A5: 90-105 миллионов долларов США (2016) 5 миллиардов рублей (~ 70 миллионов долларов США) (2020)
Размер
Рост 42,7 м (140 футов) - 64 м (210 футов)
Ширина Ангара 1,2 2,9 м (9 футов 6 дюймов)
Ангара A5 8,86 м (29,1 футов)
Масса 171 500 кг (378 100 фунтов) - 790 000 кг (1740 000 фунтов)
Этапы 2-3
Емкость
Полезная нагрузка на НОО (Плесецк)
Масса 3800 кг (8400 фунтов) - 24500 кг (54000 фунтов)
Полезная нагрузка в ГТО (Плесецк)
Масса 5400 кг (11900 фунтов) - 7500 кг (16500 фунтов)
Сопутствующие ракеты
Сопоставимый На «Наро-1» использовалась модифицированная первая ступень УРМ-1.
История запуска
Положение дел Активный
Сайты запуска Плесецк , участок 35
Восточный
Всего запусков 3 ( A1.2PP: 1, A5: 2)
Успех (а) 3 ( A1.2PP: 1, A5: 2)
Первый полет A1.2PP: 9 июля 2014 г.
A5: 23 декабря 2014 г.
Последний полет A5: 14 декабря 2020 г.
Бустеры (А5) - УРМ-1
Нет бустеров 4 (см. Текст)
Двигатели 1 РД-191
Толкать +1920 кН (430000 фунтов е ) ( на уровне моря)
Общая тяга 7680 кН (1730000 фунтов е ) ( на уровне моря)
Удельный импульс 310,7 с (3,047 км / с) (на уровне моря)
Время горения 214 секунд
Пропеллент RP-1 / LOX
Первая очередь - УРМ-1
Двигатели 1 РД-191
Толкать +1920 кН (430000 фунтов е ) ( на уровне моря)
Удельный импульс 310,7 с (3,047 км / с) (на уровне моря)
Время горения Ангара 1.2 : 214 секунд
Ангара A5 : 325 секунд
Пропеллент RP-1 / LOX
Вторая очередь - УРМ-2
Двигатели 1 РД-0124 А
Толкать 294,3 кН (66200 фунтов е )
Удельный импульс 359 с (3,52 км / с)
Время горения Ангара А5 : 424 секунды
Пропеллент RP-1 / LOX
Третий этап (А5) - Бриз-М (по желанию)
Двигатели 1 S5.98M
Толкать 19,6 кН (4400 фунтов силы )
Удельный импульс 326 с (3,20 км / с)
Время горения 3000 секунд
Пропеллент N 2 O 4 / НДМГ
Третий этап (А5) - КВТК (опционально, в разработке)
Двигатели 1 РД-0146 Д
Толкать 68,6 кН (15400 фунтов е )
Удельный импульс 463 с (4,54 км / с)
Время горения 1350 секунд
Пропеллент LH 2 / LOX

Ракета семьи Ангара семейство космических ракет - носителей , разрабатываемых Москва -На Хруничева Государственный космический научно - производственный центр . Ракеты предназначены для вывода на низкую околоземную орбиту массой от 3800 до 24 500 кг и предназначены, наряду с вариантами " Союз-2" , для замены нескольких существующих ракет-носителей.

История

После распада Советского Союза многие бывшие советские ракеты-носители были построены или требовали комплектующих от компаний, которые сейчас находятся в Украине , таких как Южное конструкторское бюро , которое производило Зенит-2 , и Южмаш , которое производило Днепр и Циклон . Кроме того, главный космодром Советского Союза, космодром Байконур , находился в Казахстане , и Россия столкнулась с трудностями при ведении переговоров о его использовании. Это привело к решению в 1992 году разработать новую полностью российскую ракету-носитель под названием «Ангара», чтобы заменить ракеты, которые сейчас производятся за пределами страны, и обеспечить доступ России в космос без Байконура. Было решено, что этот аппарат в идеале должен использовать частично укомплектованную стартовую площадку «Зенит-2» на российском космодроме Плесецк и иметь возможность запускать военные спутники на геостационарную орбиту, чего « Протон» не мог из-за отсутствия стартовой площадки на космодроме Плесецк. Несколько компаний подали заявки на новую ракету, и в 1994 году Хруничев , разработчик «Протона», был выбран победителем. Коммерческий успех «Протона» в течение следующих двух десятилетий был бы преимуществом для Хруничева, поскольку проект «Ангара» сразу же столкнулся с трудностями с финансированием со стороны испытывающего нехватку денежных средств российского правительства.

Первоначальный проект Хруничева предусматривал использование модифицированного РД-170 в качестве силовой установки первой ступени и второй ступени, приводимой в действие жидким водородом. К 1997 году от второй ступени с водородным двигателем отказались в пользу керосина, и РД-170 был заменен на модульную конструкцию, которая будет оснащаться новым РД-191 , однокамерным двигателем, созданным на основе четырехкамерного двигателя. РД-170. В конце 1997 года Хруничев получил одобрение правительства России на разработку их новой конструкции, которая могла бы заменить МБР « Днепр», «Циклон» и « Рокот» меньшими вариантами, а также иметь возможность запускать спутники в космос. геостационарная орбита из Плесецка с аппаратом класса "Протон" Ангара А5.

К 2004 году конструкция «Ангары» оформилась, и в рамках проекта продолжилась разработка пусковых установок. В 2008 году НПО Энергомаш , строитель РД-191 , сообщило, что двигатель завершил опытно-конструкторские и горящие испытания и готов к изготовлению и поставке, а в январе 2009 года первая завершенная первая очередь Ангары была доставлена ​​Хруничеву. В следующем году генеральный директор Хруничева Владимир Нестеров объявил, что первые летные испытания «Ангары» намечены на 2013 год, а в 2013 году первый прототип ракеты «Ангара» прибыл в Плесецк.

В 2014 году, через 22 года после первоначальной концепции «Ангары», 9 июля 2014 года состоялся первый пуск - суборбитальный испытательный полет « Ангара 1,2ПП» с северного космодрома Плесецк. 23 декабря 2014 года состоялся первый испытательный полет «Ангары А5» с выводом на геостационарную орбиту. В июне 2020 года сообщалось, что первая стартовая площадка Ангара завершена и будет доставлена ​​на космодром Восточный.

14 декабря 2020 года, через 6 лет после первого испытательного полета, из Плесецка состоялся второй испытательный полет Ангара-А5. По словам главы Роскосмоса Дмитрия Рогозина , в 2021 году запланированы еще два запуска «Ангары»: «Ангара-1,2» и «Ангара-А5» с новой ракетой-носителем «Персей».

Описание автомобиля

Ангара макеты на авиасалоне МАКС - 2009 под Москвой

УРМ-1: первая ступень и ускорители

Универсальный ракетный модуль (УРМ-1) образует сердцевину каждого транспортного средства Ангара. В Ангара А5 четыре дополнительных УРМ-1 действуют как ускорители. Каждый УРМ-1 приводится в действие одним НПО Энергомаш РД-191, работающим на жидком кислороде и РП-1 (керосин).

РД-191 - однокамерный двигатель, созданный на основе четырехкамерного двигателя РД-170 , первоначально разработанного для ускорителей ракеты-носителя " Энергия" . Зенит «с четырьмя камеры РД-171 и Двухкамерный РД-180 питания ULA » s Atlas V также являются производные РД-170, как это RD-193 предлагается в качестве замены для 1970 - х годов эпохи НК-33 питает первую ступень космического корабля "Союз 2-1в" . РД-191 может дросселировать по крайней мере до 30%, что позволяет ступеням активной зоны УРМ-1 сохранять топливо до отделения ускорителя УРМ-1.

URM-1 состоит из баллона с жидким кислородом наверху, за которым следует межбаковая конструкция, содержащая оборудование управления полетом и телеметрии, а под ним - баллон с керосином. В основе модуля находится силовой отсек, содержащий оборудование для стабилизации двигателя по тангажу и рысканью, а также подруливающие устройства для управления креном.

УРМ-2: вторая очередь

Вторая ступень «Ангары», получившая обозначение УРМ-2, оснащена одним двигателем КБХА РД-0124А, также работающим на жидком кислороде и керосине. РД-0124А почти идентичен РД-0124, в настоящее время установленному на второй ступени корабля "Союз-2" , обозначенном как Блок I. УРМ-2 имеет диаметр 3,6 метра для Ангары А5 и других предлагаемых вариантов. «Ангара 1.2» будет летать на меньшей второй ступени с двигателем РД-0124А, которая может иметь длину 2,66 метра для сохранения общности с блоком I или растянутую до 2,9 метра для сохранения постоянного диаметра с УРМ-1.

Верхние ступени

«Ангара 1.2» не будет использовать разгонный блок, равно как и «Ангара А5» при доставке грузов на низкие орбиты. Для более высоких энергетических орбит, таких как GTO , Ангара А5 будет использовать разгонный блок Бриз-М (в настоящее время используется для ракеты Протон-М ), работающий от одного S5.98M, сжигающего N
2
О
4
и UDMH , или, в конечном итоге, новая криогенная разгонная ступень, KVTK . На этом этапе будет использоваться РД-0146D с двигателем LH 2 / LOX, что позволит Ангара А5 увеличить массу на две тонны для ГТО. Блок D рассматривается в качестве верхней ступени , когда запущен из Восточного , так как это позволит избежать токсического ракетного топлива в Бриз-М.

Варианты

Без надписи изображение семейства ракет Ангара, задуманное в 2008 году.

Ангара 1.2

Самая маленькая из разрабатываемых «Ангар» - «Ангара 1.2», состоящая из одного ядра УРМ-1 и модифицированной второй ступени Блока I. Он имеет взлетную массу 171 тонну и может доставить 3,8 тонны полезной нагрузки на орбиту 200 км x 60 °.

Ангара 1,2пп

9 июля 2014 года модифицированная Ангара 1.2, получившая название Ангара 1.2пп ( Ангара-1.2 первый полет , означает первый полет Ангары-1.2 ), совершила первый суборбитальный полет Ангары. Этот полет длился 22 минуты и нес тренажер массой 1430 кг (3150 фунтов). ). Ангара 1,2ПП весила 171000 кг (377000 фунтов) и состояла из активной ступени УРМ-1 и частично заправленного топливом УРМ-2 диаметром 3,6 м (12 футов), что позволяло перед этим пройти летные испытания каждого из основных компонентов Ангары А5. первый орбитальный запуск версии , проведенный 23 декабря 2014 года.

Ангара А5

Второй разработанной «Ангарой» была тяжелая ракета-носитель «Ангара А5 » , которая состоит из одной активной зоны УРМ-1 и четырех ускорителей УРМ-1, второй ступени УРМ-2 3,6 м и разгонного блока Бриз-М или КВТК. . При весе 773 тонны на старте, Ангара А5 имеет полезную нагрузку 24,5 тонны на орбиту 200 км x 60 °. «Ангара А5» способна доставить 5,4 тонны на ГТО с «Бриз-М» или 7,5 тонны на ту же орбиту с КВТК.

В «Ангара А5» четыре УРМ-1, используемые в качестве ускорителей, работают на полной тяге примерно 214 секунд, затем разъединяются. УРМ-1, образующий ядро ​​машины, работает на полной тяге для взлета, затем дросселируется до 30% для экономии топлива. Ядро снова дросселируется после отделения ускорителей и продолжает гореть еще 110 секунд.

Первый испытательный полет Ангары А5 стартовал 23 декабря 2014 года. Второй испытательный полет стартовал 14 декабря 2020 года из Плесецка.

Предлагаемые версии

Ангара 1.1

Первоначальные планы предусматривали создание еще меньшей Ангары 1.1 с использованием Бриз-КМ в качестве второй ступени и грузоподъемностью 2 тонны. Эта версия была отменена, так как она относилась к тому же классу полезной нагрузки, что и Союз 2-1в , дебютировавший в 2013 году.

Ангара А3

"Ангара А3" будет состоять из одной активной зоны УРМ-1, двух ускорителей УРМ-1, УРМ-2 3,6 м и дополнительного разгонного блока с Бриз-М или водородом для высокоэнергетических орбит. Ступень с водородным двигателем для этого транспортного средства, получившего название RCAF, будет меньше, чем KVTK Ангары A5. Этот автомобиль не имеет текущих планов использования (14,6 тонны до 200 км x 60 °, 2,4 тонны для GTO с Бриз-М или 3,6 тонны с водородной верхней ступенью), но может быть разработан в качестве замены для «Зенита».

Ангара А5П

A5P

Хруничев предложил «Ангара А5», способную запускать новый пилотируемый космический корабль массой до 18 тонн: «Ангара-5П». Эта версия будет иметь 4 УРМ-1 в качестве ускорителей, окружающих маршевый сердечник УРМ-1, но без второй ступени, полагаясь на космический корабль для завершения орбитального выхода по слегка суборбитальной траектории, как у Буран или космического шаттла . Это дает возможность зажигать и проверять все двигатели, находясь на земле, что исключает возможность того, что двигатель не запустится после включения. Двигатели РД-191 также могут работать с пониженной тягой для повышения безопасности.

Ангара А5В

Хруничев предложил модернизированный вариант Ангара А5 с новой большой водородной разгонной ступенью (УРМ-2В) в качестве замены УРМ-2 и улучшенной тягой двигателя на ступенях УРМ-1. Тяга ускорителей УРМ-1 будет на 10% выше в течение первых 40 секунд, чтобы обеспечить хорошее соотношение тяги к массе даже при замене УРМ-2 на более тяжелую УРМ-2В. Рассмотрены также двигатели с поперечной подачей и еще более мощные двигатели РД-195 для УРМ-1. Предполагается, что грузоподъемность A5V составит около 35-40 тонн до LEO в зависимости от окончательной конфигурации.

Ангара А7

Существуют предложения по более тяжелому Angara A7, весом 1133 тонны и способному вывести 35 тонн на орбиту 200 км x 60 ° или доставить 12,5 тонн на GTO с увеличенным KVTK-A7 в качестве второй ступени вместо URM-2. В настоящее время нет планов по разработке этого транспортного средства, поскольку для него потребуется более крупная активная зона URM-1, чтобы нести больше топлива, и придется ждать разработки двигателя с водородным двигателем для КВТК. Для Ангары А7 также потребуется другая стартовая площадка.

Ангара-100

"Ангара-100" была предложена Хруничева в 2005 году для создания тяжелой ракеты-носителя для программы NASA Vision for Space Exploration . Ракета будет состоять из четырех ускорителей с двигателями РД-170 , активной ступени с двигателями РД-180 и криогенного разгонного блока с модифицированным двигателем РД-0120 « Энергия» - РД-0122. Его полезная нагрузка на НОО превысит 100 тонн.

Байкал

Вместе с НПО «Молния» Хруничев также предложил многоразовую ракету-носитель УРМ-1 под названием « Байкал» . УРМ-1 будет оснащен крылом, оперением , шасси, двигателем обратного полета и двигателями ориентации, чтобы ракетный ускоритель мог вернуться на аэродром после завершения своей миссии.

Характеристики

Активный

Версия Ангара 1.2 Ангара А5
Бустер N / A 4 х УРМ-1
Первая ступень 1 х УРМ-1 1 х УРМ-1
Вторая стадия Модифицированный блок I УРМ-2
Третий этап (не используется для LEO ) - Бриз-М / Блок ДМ-03 / КВТК
Тяга (на уровне моря) 1,92 МН 9,61 МН
Стартовый вес 171,5 т 759 т
Высота (максимальная) 41,5 м 55,4 м
Полезная нагрузка ( НОО 200 км) 3,8 т 24,5 т
Полезная нагрузка ( GTO ) - 5,4 / 7,5 т
Полезная нагрузка ( GEO ) - 3 / 4,6 т

Отменено или предложено

Версия Ангара 1.1

(Отменено)

Ангара А3

(Предложил)

Ангара А5П

(Предложил)

Ангара А5В

(Предложил)

Ангара А7

(Предложил)

Ангара A7.2B

(Предложил)

Бустеры N / A 2 х УРМ-1 4 х УРМ-1 4 х УРМ-1 6 х УРМ-1 6 х УРМ-1
Первая ступень 1 х УРМ-1 1 х УРМ-1 1 х УРМ-1 1 х УРМ-1 1 х УРМ-1 1 х УРМ-1
Вторая стадия Бриз-КМ Модифицированный блок I - УРМ-2В КВТК-А7 УРМ-2
Третий этап (не используется для LEO ) - Бриз-М / RCAF - Блок ДМ-03 / КВТК - КВТК2-А7В
Тяга (на уровне моря) 1,92 МН 5,77 МН 9,61 МН 10,57 МН 13,44 МН
Стартовый вес 149 т 481 т 713 т 815-821 т 1133 т 1323 т
Высота (максимальная) 34,9 м 45,8 м ? ? ? 65,7 м
Полезная нагрузка ( НОО 200 км) 2,0 т 14,6 т 18,0 т 35-40 т 35 т 50 т
Полезная нагрузка ( GTO ) - 2,4 / 3,6 т - 11,9 - 13,3 т 12,5 т 19 т
Полезная нагрузка ( GEO ) - 1.0 / 2.0 т - 7,2 - 8 т 7,6 т 11,4 т

Тестирование и изготовление

Производство универсальных ракетных модулей и разгонных блоков «Бриз-М» будет осуществляться на базе Хруничева, производственной корпорации «Полет» в Омске . В 2009 году «Полет» инвестировал более 771,4 млн рублей (около 25 млн долларов США) в производственные линии «Ангара». Конструирование и испытания двигателя РД-191 осуществляло НПО Энергомаш , а его серийное производство будет осуществляться на предприятии « Протон-ПМ» в Перми .

Запускает

Удобства

Запуск «Ангары» в первую очередь будет осуществляться с космодрома Плесецк . Начиная с 2020 года, с 2014 года планировалось запускать его также с космодрома Восточный . Это позволило бы фазу из Proton, ракеты деятельности которой на космодром Байконур , Казахстан был возражали в связи с его использованием больших количеств высокотоксичного гептила и N
2
О
4
и вопросы надежности.

История запуска

Дата / время (UTC) Конфигурация Серийный номер Стартовая площадка Исход
Полезная нагрузка Орбита разделения Оператор Функция
Замечания
9 июля 2014
12:00
Ангара 1,2ПП 71601 Космодром Плесецк , площадка 35 Успех
Имитатор массы 1430 кг (3150 фунтов) Суборбитальный Роскосмос Суборбитальный испытательный полет
Нестандартная Ангара 1.2ПП позволила провести летные испытания УРМ-1 и УРМ-2.
23 декабря 2014
05:57
Ангара А5 / Бриз-М 71751 Космодром Плесецк , площадка 35 Успех
Имитатор массы 2000 кг (4400 фунтов) Низкая околоземная орбита Роскосмос Орбитальный испытательный полет №1
Первый полет массового тренажера Ангара А5, намеренно не отделенного от разгонного блока Бриз-М
14 декабря 2020
05:50
Ангара А5 / Бриз-М 71752 Космодром Плесецк , площадка 35 Успех
Имитатор массы 2400 кг (5300 фунтов) Геосинхрон Роскосмос Орбитальный испытательный полет №2
Второй испытательный орбитальный полет

Будущие запуски

В конце декабря 2021 г. Ангара А5 / Персей Космодром Плесецк , площадка 35/1 TBD
TBD Геостационарный Роскосмос Связь
Летные испытания "Персея" - варианта разгонного блока Блок ДМ-03 для Ангары.
Второе полугодие 2021 г. Ангара 1.2 Космодром Плесецк , площадка 35/1 TBD
TBD ЛЕО Министерство обороны TBD
Первый полет Ангары 1.2.
2 квартал 2022 г. Ангара 1.2 Космодром Плесецк , площадка 35/1 TBD
КОМПСат-6 ЛЕО Корейский институт аэрокосмических исследований SAR наблюдение Земли
Первый коммерческий рейс Ангары 1.2.
2022 г. Ангара 1.2 Космодром Плесецк , площадка 35/1 TBD
Гонец-М 26, Гонец-М 27, Гонец-М 28 ЛЕО Спутниковая система "Гонец" Связь
Декабрь 2023 г. Ангара А5 Космодром Восточный , площадка 1А TBD
Орел ЛЕО Роскосмос Космическая капсула
Испытательный беспилотный запуск космического корабля "Орёл". Первый пуск Ангары А5 с Восточного.
Сентябрь 2024 г. Ангара А5 П Космодром Восточный , площадка 1А TBD
Орел ЛЕО Роскосмос Космическая капсула
Испытательный беспилотный запуск Орла на Международную космическую станцию. Первый полет Ангары А5П, пилотируемого варианта Ангары А5 .
4 квартал 2024 г. Ангара А5 М Космодром Восточный , площадка 1А TBD
TBD ЛЕО Роскосмос TBD
Первый полет Ангары А5М.
2024 г. Ангара А5 Космодром Плесецк или космодром Восточный TBD
Луч -5ВМ Геостационарный Спутниковая система "Гонец" Связь
Сентябрь 2025 г. Ангара А5 П Космодром Восточный , площадка 1А TBD
Орел ЛЕО Роскосмос Космическая капсула
Испытательный запуск с экипажем "Орла" на Международную космическую станцию.
23 октября 2025 г. Ангара А5 / ДМ-03 Космодром Восточный , площадка 1А TBD
Спектр-УФ IGSO Роскосмос Ультрафиолетовый космический телескоп
2025 г. Ангара А5 / ДМ-03 Космодром Плесецк TBD
Луч -5М 1 Геостационарный Спутниковая система "Гонец" Связь
2026 г. Ангара А5 П Космодром Восточный , площадка 1А TBD
Орел ЛЕО Роскосмос Космическая капсула
Летные испытания с экипажем в Орле.
2027 г. Ангара А5 / ДМ-03 Космодром Восточный , площадка 1А TBD
Луна 28 Селеноцентрический Роскосмос Лунный посадочный модуль / возвращение лунного образца
Миссия по возврату лунных образцов.
2027 г. Ангара А5 П Космодром Восточный , площадка 1А TBD
Орел ЛЕО Роскосмос Космическая капсула
Летные испытания с экипажем в Орле.
2028 г. Ангара А5 Космодром Восточный , площадка 1А TBD
Луна 29 Селеноцентрический Роскосмос Лунный вездеход / возвращение лунного образца
Миссия по возврату лунных образцов.
2028 г. Ангара А5 М Космодром Восточный , площадка 1А TBD
NEM-1 ЛЕО Роскосмос Основной модуль Российской орбитальной станции обслуживания (РОСС)
Первоначально предназначался для запуска на Международную космическую станцию.
НЕТТО 2030 г. Ангара А5 / Бриз-М Космодром Восточный , площадка 1А TBD
Спектр-М Солнце-Земля L2 Точка Лагранжа Роскосмос Космический телескоп миллиметрового диапазона длин волн

Связанные проекты

В южнокорейской ракете-носителе « Наро-1» использовалась первая ступень, созданная на базе УРМ-1 «Ангара» (оснащенная двигателем РД-191 с пониженной тягой, получившим название РД-151 ). Самолет совершил свой первый полет 25 августа 2009 года. Полет прошел неудачно, но первый этап прошел, как и ожидалось. Второй запуск 10 июня 2010 года закончился неудачей, когда контакт с ракетой был потерян через 136 секунд после запуска. Совместный совет по рассмотрению отказов не смог прийти к консенсусу по поводу причины отказа. Третий полет 30 января 2013 года успешно вышел на орбиту.

Сопоставимые ракеты

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки