Familjen av övre stadier D är en familj av övre stadier (övre stadier) härledd från blocket "D" - det femte steget av N1 - L3 rymdraketkomplexet , designat för sovjetiska kosmonauter att flyga till månen . De använder ett par flytande syre - fotogen som bränsle , medan tankning med " syntin " är tillåten utan att ändra designen [1] .
Som en del av standardkomplexet ansvarade block "D" för att överföra LK- LOK - länken från flygbanan till månbanan , för att överföra LK från månbanan till landningsbanan, samt för korrigeringar under flygningen (block "A", "B" och "C "- de tre första stegen av N-1- raketen , som förde komplexet in i en låg referensbana , "G"-blocket spred expeditionen till månen). Därför var det maximala antalet motorstarter för "D"-blocket (det har indexet 11D58 eller RD-58 i vissa källor) sju, och livslängden för "D"-blocket var 7 dagar. För att göra detta hade syrgastanken formen av en sfär och var utrustad med värmeisolering . Dessutom fylldes den med syre kylt till −200 °C (kokpunkt −183 °C), vilket gjorde det möjligt att ytterligare minska avdunstningsförlusterna , och dessutom ökade densiteten av flytande syre, vilket sparade den erforderliga tankvolymen . Fotogentanken hade toroidform och lutades 3 grader för att förenkla designen av bränsleintaget. Drakraften på 11D58-motorn var 8,5 tf .
På grund av att N-1-raketen inte var tillgänglig beslutades det att flyga runt månen utan att landa med raketen UR-500K . För detta utvecklades rymdfarkosten 7K-L1, som lånade en del av systemen från 7K-OK orbiter, känd som Soyuz . För att ge fartyget den nödvändiga hastigheten var trestegs UR-500K utrustad med ett fjärde steg - block "D", lånat från N-1-raketen.
Under namnen "Zond-5" ... "Zond-8" cirklade rymdfarkosten 7K-L1 runt månen fyra gånger, men utan astronauter ("Zond-4" lanserades i motsatt riktning från månen till en högelliptisk bana med en apogeumhöjd på cirka 330 000 km ).
UR-500K-raketen, som fick namnet " Proton ", tillsammans med D-blocket, användes vidare för att skjuta upp månstationerna " Luna-15 " ... " Luna-24 ", och de interplanetära stationerna " Venera-9 " " ... " Venus-16 ", " Mars-2 "..." Mars-7 ", " Vega " och " Phobos ". 1974 började flygningar in i geostationär omloppsbana för att skjuta upp kommunikationssatelliter Horizon , Raduga , Screen .
Kraven på block D som en del av månkomplexet motsvarade inte riktigt vad som behövdes för AMS och kommunikationssatelliter. Som ett resultat av detta genomfördes en modifiering som syftade till att öka bärförmågan och minska kostnaderna för block D. Det modifierade övre steget, kallat DM, hade en aktiv livslängd på endast 9 timmar, och antalet motorstarter var begränsat till tre . Detta gjorde det möjligt att bli av med värmeisoleringen på syretanken och en del av blocken i POP-startstödsystemet.
I samband med de olika kraven på en mängd olika nyttolaster utvecklades andra modifieringar - DM-2, DM-03. För att fungera som en del av Zenit-3SL- komplexet utvecklades en modifiering av DM-SL. Förutom fotogen kan DM-blocket använda syntetiskt kolväte "syntin" som bränsle, vilket ökar motorns specifika impuls från 358 till 361 enheter.
Användningen av DM-blocket på protonraketen närmar sig sitt slut - det ersätts av Briz-M- blocket , men i Sea Launch -programmet DM-SL-blocket (DM-SLB används i Land Launch-programmet) kommer att fortsätta att användas. Detta beror på att Breeze-M använder samma bränslekomponenter som protonraketen, medan DM-blocket tvärtom motsvarar Zenit-raketen. Det är dock intressant att för att skjuta upp Glonass-M- satelliter (Hurricane-M) i cirkulära omloppsbanor med en höjd av cirka 20 000 km ger DM-blocket högre uppskjutningsnoggrannhet än Breeze-M, och därför dess användning på en raket "Proton -M kommer uppenbarligen att sluta först efter det slutliga ersättningen av Glonass-M-satelliterna med nya icke-trycksatta Glonass-K- enheter , vars flygtester började i februari 2011. Ändå, den 5 december 2010, genomfördes den första lanseringen av en ny modifiering av DM-blocket (11С861-03) med ökad tankning och högre bärkapacitet. DM-03-blocket användes för att skjuta upp en trio av Glonass-M-satelliter, medan uppskjutningen i omloppsbana slutade utan framgång [2] .
Inställningen till avvecklingen av DM-blocket förändrades något efter Breeze-M-olyckorna 2006 under lanseringen av Arabsat-4A och 2008 under lanseringen av AMS-14 , och kanske kommer DM-blocket att fortsätta vara i drift för försäkring och som tillval för kommersiella kunder.
Den 19 augusti 2012 satte det övre steget DM-SL rekord för uppskjutningsnoggrannhet under uppskjutning [3] .
Prototypen för detta block är block "D", utvecklat av OKB-1 , som den femte etappen av N1 - L3 -komplexet , en del av det sovjetiska månlandningsprogrammet och interplanetära stationer " Venus-9 " ... " Venus- 16 ", " Mars-2 " "..." Mars-7 ", " Vega " och " Phobos ". I den här versionen hade enhet D inte ett eget kontrollsystem; kontroll utfördes från rymdfarkostens kontrollsystem.
På block "D" i L3-komplexet installerades 11D58- motorn utvecklad av OKB-1. 11D58-motorn, gjord enligt en sluten krets, var för första gången tänkt att ge flera uppskjutningar i yttre rymden och viktlöshet genom att snurra upp boostertankens turbopumpenhet för oxidatorn med komprimerad gas från den autonoma gascylinderdelen av den pneumohydrauliska startsystem för "D"-blocket. Under den pneumatiska starten skapade oxidationspumpen ett betydande tryck (cirka 10 kg/cm²), vilket säkerställde pålitlig fyllning av den okylda oxidationsvägen med flytande syre och den initiala nivån av gasgeneratorns gasflöde genom turbinen i huvud-HPP, nödvändigt för att motorn ska gå in i normalt läge. Ett sådant schema säkerställde minimala syreförluster för att kyla ner PS. För att minska värmeinflödet till oxidatorn (underkylt syre med en temperatur på upp till -193 °C), antogs den sfäriska formen på oxidatortanken med skärm-vakuumvärmeisolering, och alla anslutningar gjordes med hjälp av köldbryggor. Bränsletanken, i vilken motorn var placerad, hade formen av en torus. Blocket var det första att tillämpa tekniska lösningar som senare blev klassiska inom raketteknik (till exempel användning av tankförpumpar som ingår i motorn och lagring av helium i cylindrar nedsänkta i flytande syre, etc.) [ 4]
Modifiering av block D, designat för att skjuta upp kommunikations- och tv-satelliter i geostationär omloppsbana , utvecklad av Design Bureau PM (Chief Designer M. F. Reshetnev ).
Kommunikationssatelliter hade ingen kontrollutrustning för missilenheter, så enhet D var utrustad med ett oberoende kontrollsystem placerat i ett förseglat toroidformat instrumentfack, som också inrymde telemetriutrustning och en kommandoradiolänk. Instrumentfacket var installerat på en speciell fackverk ovanför oxidationstanken och hade ett termiskt kontrollsystem. Block D var utrustad med 11D58M- motorn , utvecklad på NPO Energia under ledning av B.A. Sokolov . Denna motor är masstillverkad vid Voronezh Mechanical Plant .
Den modifierade accelerationsenheten hade en aktiv livslängd på 9 timmar, och antalet motorstarter var begränsat till tre. För närvarande[ när? ] övre stadier av modellerna DM-2, DM-2M och DM-03 tillverkade av RSC Energia används , där antalet inneslutningar har ökats till 5 [5] [6] .
UtvecklingUtvecklingen av DM-blocket började 1969. Blocket av denna modifiering från 3 augusti 1973 [7] till 30 juli 1975 klarade sex brandtester, under vilka blocket tankades två eller tre gånger och motorn slogs på 4-5 gånger. Den har opererats från Proton bärraket sedan 1974.
EgenskaperBlock DM består av: huvudmotor; två framdrivningssystem för stabilisering och orientering; sfärisk oxidationstank; toroidformad bränsletank; instrumentfack; utrustning för kommandomätkomplexet; löstagbara under- och mittadaptrar under flygning.
Beprövad motortillförlitlighet 0,997 med en konfidensnivå på 0,9. Varje motor klarar kontrolltester utan översyn med hjälp av progressiva metoder för att diagnostisera ett tekniskt tillstånd.
Kommersiella blockUtvecklingen av kommersiella block baserade på DM-blocket började 1993. Kommersiella block betecknades i form av två initiala bokstäver DM och ett modifikationsnummer kopplat till behovet av förfining för en specifik utländsk kommersiell last.I konstruktionsdokumentationen skrivs detta nummer omedelbart efter bokstäverna DM utan mellanslag, till skillnad från de officiella namnen på 11C861-01-blocken som antagits av de militära rymdstyrkorna (VKS). I officiella namn skrivs initialbokstäverna och ändringsnumret med ett bindestreck (D-2, DM-2, DM-2M). Förekomsten av två system med liknande beteckningar har skapat mycket förvirring.
Ursprungligen designades varje övre steg för en specifik nyttolast. Detta berodde på det lilla antalet kontrakt för kommersiella lanseringar med användning av Proton-K bärraket , begränsat till en kvot på fem lanseringar. För att ingå kontrakt fick blocken beteckningar: för rymdfarkosten Inmarsat 3 - DM1, för tre uppskjutningar av rymdfarkosten Iridium - DM2, för rymdfarkosten Astra IF - DM3 och för rymdfarkosten Tempo FM1 - DM4. På grund av det faktum att monteringen av sju Iridium -rymdfarkoster krävde installationen av en dispenser med stor diameter, togs inte 11C861-01 som en prototyp av DM2-blocket, utan den då oanvända RB 17C40 . På denna enhet har den övre kraftstolpen, på vilken separationssystemadaptern är fäst, en större diameter än på enheterna i 11C861-serien.
DM3DM3 är en kommersiell version av DM-blocket, ursprungligen avsett för uppskjutning av rymdfarkoster av Astra IF -typ . Upper stage DM3 lanserade framgångsrikt många utländska kommersiella satelliter. Den 25 december 1997 lanserades rymdfarkosten Asiasat-3 inte i en given omloppsbana på grund av ett fel på RB.
DM4DM4 är en kommersiell version av DM-blocket, ursprungligen avsett för uppskjutning av Tempo FM1- rymdfarkoster .
Block DM-2 använder en enkammarmotor 11D58M på bränslekomponenter flytande syre - fotogen. Den första uppskjutningen av DM-2-blocket ägde rum den 12 oktober 1982, när de två första satelliterna i Hurricane-serien och viktmodellen av den tredje satelliten skjuts upp i en nära cirkelrund omloppsbana. [9] . Övre steg DM-2 lanserade framgångsrikt det internationella astrofysiska observatoriet " Integral ".
DM-2M-blocket har förbättrade kraftegenskaper och använder 11D58S- motorn . Denna modifiering av fjärrkontrollen använder syntetisk fotogen ("syntin") som bränsle. Den nya modifieringen av block 11С861-01 användes först den 20 januari 1994. Detta block skiljer sig från sin föregångare genom en minskning av antalet lager av värmeisolerande beläggning på vissa ställen, förändringar i styrsystemet etc. På grund av detta har blockets massa minskat med 120 kg. Massan av rymdfarkoster som skjutits upp i stationär bana höjdes till 2500 kg. Övre steg 11S861-01 användes för att skjuta upp Russian Express-satelliterna.
Block DM-03 är en av de viktigaste ryska övre etapperna utformad för att skjuta upp rymdfarkoster från låga jordbanor till högenergibanor, inklusive geostationära, högcirkulära och starkt elliptiska banor, såväl som avgångsbanor till månen och planeterna i Solsystem [10] .
14S48 - en moderniserad version av det övre steget 11S861-03 med en 11D58M-motor, som skapades som en del av Dvina-DM design- och utvecklingskommissionen för Proton-M bärraket med dess efterföljande anpassning till Angara-A5 och andra lovande bärraketer av tung klass [ 11] . Men eftersom driften av protonerna skulle vara slutförd 2026, stoppades arbetet med Dvina-DM FoU, och ytterligare modernisering av den övre etappen genomförs som en del av Perseus-KV FoU endast för Angara-A5 bärraketen . Utvecklingsprojektet Perseus-KV involverar således skapandet av ett överstegskomplex för Angara-A5 vid Plesetsk-kosmodromen. I framtiden, enligt Rysslands federala rymdprogram för 2016-2025, kommer ett liknande komplex (ROC "Orion") att byggas vid Vostochny-kosmodromen.
När man skapade grundmodulen för 14S48-översteget användes utvecklingar från RB 11S861-03, 452GK och 314GK.A18. Så i de nya "acceleratorn" har bränsletankarna ökat, det pneumohydrauliska systemet har ändrats. Det utvecklades ursprungligen av Krasmash OJSC, men senare överfördes produktionen till Voronezh Mechanical Plant.
I början av december 2018 skickade Krasmash den första flygmodellen 14S48 [12] . Den 20 december levererades basmodulen för det första övre steget till RSC Energia, som är utvecklaren av 14S48, från Krasmash-fabriken. Under 2019 planerar TsNIIMash vibrationshållfasthetstester av en modell av ett nytt övre steg. Under 2019 kommer RSC Energias specialister att behöva utrusta och testa RB 14S48 innan den kommande användningen under fjärde kvartalet 2019 under den andra uppskjutningen av Angara-A5-raketen [13] . I december 2020 blev det känt att lanseringen av Angara-A5 med RB Perseus skulle äga rum 2021.
Den 27 december 2021 ägde den tredje testlanseringen av den tunga bärraketen Angara-A5 med Perseus övre scen rum från Plesetsk-kosmodromen. Perseus RB med en nyttolastmock-up separerades rutinmässigt från bärraketen, men gick inte in i den tilldelade geostationära omloppsbanan på en höjd av 36 000 km [14] . Enligt North American Aerospace Defense Command ( NORAD ) dök ett objekt 50505/2021-133A upp i låg omloppsbana om jorden med en höjd av 179 × 201 km, vars orbitalelement motsvarar uppskjutningstiden för Angara-A5. Två dagar efter lanseringen av Angara fanns det redan 4 objekt på sajten celestrak.com, som spårar jordnära objekt inspelade av NORAD [15] .
14S49 - ytterligare modernisering av det övre steget 14S48 med en 11D58MF- motor med förbättrade kraftegenskaper och ökad tankning för användning i Angara-A5-lanseringar (inte tidigare än den tredje lanseringen som en del av flygdesigntesterna för denna ILV) [16] [17 ] .
Egenskaperinklusive fallfack:
DM-5-blocket är en modifiering av DM-blocket, designat för att skjuta upp tunga rymdfarkoster av Araks -serien i omloppsbana .
DM-SL-blocket är en modifiering av DM-blocket, avsett som ett övre steg för bärraketen Zenit-3SL , som används för uppskjutningar under Sea Launch -projektet . Räknar[ av vem? ] ett av de mest "exakta" övre blocken.
DM-SL-blocket skapades på basis av RB 315GK, utvecklad på RSC Energia på 1980-talet för bärraketen Zenit-3. Det första flygblocket DM-SL slutförde framgångsrikt sin uppgift under demonstrationsuppskjutningen av bärraketen Zenit-3SL. DM-SL-block har tillverkats sedan 1997 parallellt med RB DM3. I framtiden kan outtagna block av DM3-serien även konverteras till RB DM-SL. [arton]
EgenskaperDM-SLB-blocket är en modifiering av DM-SL, omdesignad specifikt för bärraketen Zenit-3SLB , som används för uppskjutningar från Baikonur Cosmodrome under Ground Launch - projektet. Den användes första gången under uppskjutningen av Amos-3- satelliten 2008.
Egenskaper [20]| Egenskaper för familjen av övre stadier D | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| namn | GUKOS index | Massa av RB | Bränsle | Bränslereserv, t | upprätthållande motor | Tryck i vakuum, tf | Antal motorstarter | Massa av PG på GSO , t | Start av drift | |||
| på marken | i rymden | Proton-K | Proton-M (3:e etappen) | Zenit-2S | ||||||||
| DM-2 [5] [21] | 11С861 | 3.2 | 2.3 | fotogen + flytande syre | 15.1 | 11D58M | 8.5 | upp till 5 | 2.4 | 1982 | ||
| DM-2M [22] [6] | 11С861-01 | 2.2 | fotogen + flytande syre | 15.1 | 11D58S | 8.5 | upp till 5 | 2.5 | 1994 | |||
| DM-03 [23] | 11С861-03 | 3,245 | 2,35 | fotogen + flytande syre | 18.7 | 11D58M | 8.5 | upp till 5 | 2,95 | 3,44 | 2007 | |
| DM-SL [19] | 3.5 | fotogen + flytande syre | 15.1 | 8,0 | upp till 5 | 2.5 | ||||||
| DM-SLB | 3.22 | fotogen + flytande syre | 15.58 | 8,103 | till 3 | 2008 | ||||||
| Sovjetisk och rysk raket- och rymdteknik | ||
|---|---|---|
| Körande bärraketer | ||
| Lansera fordon under utveckling | ||
| Nedlagda bärraketer | ||
| Booster block | ||
| Återanvändbara rymdsystem | ||