Unterwasser-Startsysteme: Wie kommt man aus dem Wasser in die Umlaufbahn? Ende

Fortsetzung des ersten Teils:

Unterwasser-Startsysteme: Wie kommt man aus dem Wasser in die Umlaufbahn?

Meeresraketen- und Raumfahrtsystem "Surf"

Für eine umfassendere Abdeckung des Marktes für Raumfahrzeuge mit niedriger Umlaufbahn wurde die Entwicklung neuer Trägerraketenschemata durchgeführt. Eine davon war eine Trägerrakete, die vom Surf-Projekt entwickelt wurde.
Die Priboy-Rakete verwendet die Technologie zuvor entwickelter SLBMs: Die erste Stufe verwendet den RSM-52-Raketentriebwerk, die zweite und dritte Stufe verwenden die RSM-54-Raketenantriebssysteme (R-29RMU2 Sineva (START-Code RSM-54, NATO-Klassifikation SS - SS) -N-23 Skiff)), die vierte Marschstufe und die fünfte Runde werden ebenfalls auf Basis der RSM-54-Raketentechnologie erstellt.



Ein Videoclip, der der weltbesten ballistischen Rakete RSM-54 Sineva (in Bezug auf die Energie-Masse-Eigenschaften) gewidmet ist. Hauptträger: U-Boote des Projekts 667 BDRM.


Raketenstart R-29RMU Sineva SLBM Startvideo

Die Energiefähigkeiten der Priboy-Rakete erfüllen den oberen Bereich der Nutzlasten mit niedriger Umlaufbahn. Nach vorläufigen Schätzungen wird beim Start aus den Äquatorregionen eine Nutzlast angezeigt, deren Masse (in kg) je nach Höhe der Umlaufbahn in der Tabelle angegeben ist.



Die angegebenen Fähigkeiten der Priboy-Trägerrakete machen ihre Entwicklung vielversprechend.
1993 erschien in den Arbeiten zu Surf ein neuer Impuls, der zum einen den Arbeitsfortschritt beschleunigte und zum anderen die bisher in Betracht gezogenen Möglichkeiten für den Start von einem Bodenstand und einem mobilen Fahrzeug ergänzte. Ein solcher Anstoß war der Vorschlag des amerikanischen Unternehmens Investors in Sea Launch, Inc. (Präsident - Admiral Thomas H. Murer), in kürzester Zeit eine kommerzielle Trägerrakete zu entwickeln, die direkt von der Wasseroberfläche des Meeres aus gestartet werden kann, um Raumfahrzeuge mit einem Gewicht von bis zu 2000 zu starten. 2500 kg Die Wasseroberfläche ist eine universelle Startrampe, die aus vielen Blickwinkeln die besten Parameter für Startsysteme bietet. Die praktische Umsetzung dieser Startmethode ist jedoch mit schwerwiegenden technischen Schwierigkeiten verbunden.

Das gemeinsame russisch-amerikanische kommerzielle Projekt basierte auf der Trägerrakete Priboy, in deren Zusammenhang das Projekt den Namen „Surf“ behielt. Innerhalb von drei Monaten wurde eine Einigung über die Entwicklung eines konzeptionellen Engineering-Projekts für die Rakete und das gesamte System erzielt. Das Konstruktionsbüro stand vor der Aufgabe, komplexe technische Probleme an einer Trägerrakete in kurzer Zeit zu lösen, sie zum Startplatz zu transportieren, die Rakete zu montieren und von der Wasseroberfläche aus zu starten. Da die Rakete unter Bodenbedingungen nicht zusammengebaut werden kann, wurde vorgeschlagen, sie in Teilen auf das Schiff und bereits auf das Schiff zu laden, um die Endmontage und Überprüfung aller Systeme durchzuführen, d. H. Das Schiff musste in eine Montagewerkstatt umgewandelt werden. Als Ergebnis vorläufiger Untersuchungen wurden zwei Schiffstypen ausgewählt: ein Landungsschiff vom Typ Ivan Rogov oder ein Containerschiff vom Typ Sevmorput (Abb. 2, 3).



Diese Schiffe mit den erforderlichen Modifikationen können die Komponenten mehrerer Raketen, die Ausrüstung des Komplexes und die erforderliche Technologie- und Montageausrüstung für die Raketen aufnehmen.



Um die vorgeschlagene Technologie zu implementieren, musste eine einzigartige Einheit entwickelt werden - eine Transport- und Startplattform mit speziellen Vorrichtungen zum Laden einzelner Teile der Rakete und ihrer anschließenden Montage. Mit Ausnahme der Befestigungs- und Abschreibungselemente verfügt jede der Vorrichtungen über drei Freiheitsgrade, die erforderlich sind, um die einzelnen Teile der Rakete beim Zusammenbau zu einer einzigen Struktur relativ zueinander zu zentrieren.

Eine allgemeine Vorstellung von der Startplattform ist in Abb. 1 dargestellt. 4. Die auf dieser Plattform montierte Rakete kann per Schiff fast überall im Weltozean transportiert werden.



Während der Forschung wurde eine Vielzahl von Optionen in Betracht gezogen, um den notwendigen positiven Auftrieb der Rakete sicherzustellen: von unter Druck stehenden elastischen Ballons bis zu speziellen Gleitkatamaranvorrichtungen. Als Ergebnis wurde eine ziemlich einfache Lösung gefunden: Da die Nutzlast auf jeden Fall mit einer Verkleidung geschützt werden musste, löste er dieses Problem teilweise (freies Luftvolumen unter der Verkleidung). Um den Start des Raketentriebwerks im Wasser zu gewährleisten, musste das Konstruktionsbüro eine spezielle Palette im hinteren Teil der Rakete installieren, die zusammen mit der vorderen Schutzhaube den notwendigen positiven Auftrieb der Rakete garantierte.

Es war notwendig, den besten Weg zu wählen, um die vorbereitete Rakete vom Schiff zur Wasseroberfläche zu evakuieren. Von den vielen Optionen für die weitere Analyse und Auswahl blieben zwei übrig.

Die erste Methode betrifft das Sevmorput-Schiff (Abb. 5). Die auf der Trägerrakete montierte Rakete wurde dem im hinteren Teil des Schiffes installierten Kippgeber zugeführt, die Plattform auf dem Kipphebel wurde gelöst. Der Tilter bewegte die Plattform von horizontal nach vertikal und senkte die Plattform dann mit einem speziellen Aufzug auf das Niveau der natürlichen Position der Surf-Rakete auf dem Wasser. Anschließend wurde die Rakete zur freien Navigation auf der Wasseroberfläche von der Plattform getrennt.

Der zweite Weg ist die Verwendung der Schleusenkammer eines Schiffes vom Typ Ivan Rogov. Die Schleusenkammer, in der sich die Trägerrakete mit dem zusammengebauten und vorbereiteten Flugkörper befindet, ist mit Meerwasser geflutet. Bei Erreichen eines bestimmten Überflutungsgrades der Schleusenkammer wird die Rakete von der Plattform getrennt (springt auf), wonach sie mit einem schwimmenden Anker vom Schiff auf eine freie Meeresoberfläche evakuiert wird.



Die zweite Methode wurde als Hauptmethode gewählt.



Russische und ausländische Erfahrungen bei der Entwicklung von Raketensystemen mit Unterwasserstart zeigen, dass der Start der Energieanlage einer Rakete beim Start in einem bestimmten Luftvolumen (oder Hohlraum) erfolgt. Dieses Volumen wurde früher (während der Vorbereitung vor dem Start) organisiert oder direkt beim Start erstellt, d. H. Zu Beginn einzelner Elemente des Antriebssystems. Dieser Umstand führte dazu, dass am Heck der Rakete eine spezielle Palette installiert werden musste (Abb. 6), die bereits oben erwähnt wurde. Für die normale horizontale Navigation der Rakete und ihre anschließende Übertragung von horizontal nach vertikal ist ein Palettenvolumen von 8-15 m³ ausreichend.



Um sicherzustellen, dass der Motor ansprang, musste die Pfanne ernsthaft kompliziert werden. Infolgedessen erfüllt die Priboy-Rakete mehrere Funktionen:

- zusammen mit der Frontverkleidung eine horizontale Navigation der Rakete auf einer freien Wasseroberfläche ermöglicht,
- durch Befüllen des Ballasttanks wird die Übertragung der Rakete von horizontal nach vertikal sichergestellt,
- Durch Aktivieren des Gasgenerators nach dem Trennen bestimmter Teile der Palette wird das erforderliche Gasvolumen organisiert, in das der Hauptmotor der Rakete gestartet wird.
Entscheidungen über das Startsystem und die Organisation des Starts der Priboy-Rakete aus dem Wasser sind in Abb. 2 dargestellt. 7, 8.

Eine erhebliche Anzahl problematischer Probleme wurde von der Priboy-Trägerrakete selbst gelöst. Diese Probleme sind sowohl auf die Merkmale des Layouts der Rakete als auch auf die Originalität des Durchgangsschemas und vor allem auf den Start zurückzuführen. Es reicht aus, uns auf die Liste dieser Themen zu beschränken:

- Entwicklung eines Systems zur Erhöhung der Raketenstufen und des Abteils zwischen den Stufen (1 und 2), um die Raketensicherheit, die Funktionsfähigkeit der Triebwerke der zweiten und dritten Stufe und die strukturelle Festigkeit zu gewährleisten;
- Gewährleistung der Dichtheit des Bordkabelnetzes;
- Schaffung einer versiegelten Kopfverkleidung und ihres Trennsystems, die die erforderliche akustische Belastung der Nutzlast gewährleisten;
- Lösung der Probleme der Sicherstellung der Funktionsfähigkeit des Bordraketensteuerungssystems während Operationen, die zuvor in der Betriebslogik fehlten (Evakuierung der Rakete aus der Schleusenkammer des Schiffes, Bringen der Rakete in die vertikale Position), durchgeführt in autonomer Navigation und bis zu 10 Minuten;
- Entwicklung eines Fernraketenstartsystems.

Während der Entwicklung des konzeptionellen Engineering-Projekts konnten die wichtigsten technischen Probleme gelöst und die Möglichkeit aufgezeigt werden, ein kommerzielles Schiffsraketen- und Raumfahrtsystem mit grundlegend neuen Schemata der Elemente der Trägerrakete, des Startsystems und der Startorganisation zu schaffen.



In Zukunft musste das Priboy-Startprogramm wegen fehlender Finanzierung eingestellt werden.



Aus dem gleichen Grund wurde die Umrüstung für Weltraummissionen des NSC auf dem Nenox-Trainingsgelände, auf dem zuvor neue Modifikationen von SLBMs getestet wurden, eingestellt.

Hinweis: In der ROC „Surf“ wurde das Patent der Russischen Föderation RU2543436 „ Pseudosimulator des Startkomplexes“ entwickelt und ausgeführt.

Der Pseudosimulator des Startkomplexes, im Folgenden als Komplex bezeichnet, bezieht sich auf Raketentechnologie, nämlich auf militärische Raketenstartkomplexe auf See. Der Komplex ist autonom, geheimnisvoll, mobil und unter Wasser und bietet den Start von ballistischen oder Marschflugkörpern, die eine nukleare Ladung oder schädliche Elemente tragen können, um ABM-Systeme (Anti-Ballistic Missile Defense) zu unterdrücken. Der Komplex kann als Leuchtfeuer für die Ausrichtung von U-Booten dienen und ein U-Boot simulieren.

Zu den Nachteilen des Prototyps („Surf“) gehört die Tatsache, dass das Schiff „Ivan Rogov“ ein militärisches Amphibien-Angriffsschiff ist, und die Möglichkeit, ballistische Raketen an Bord zu finden, deutet darauf hin, dass sein Standort überwacht wird und dieses Schiff daher zuerst angegriffen wird drehen. Die Evakuierung der Rakete und ihre Vorbereitung für den Start dauert lange, während sich die Rakete relativ nahe am Schiff befindet und der Raketenstart höchstwahrscheinlich unmöglich ist, wenn das Schiff angegriffen wird.

Das Wesentliche der Erfindung liegt in der Tatsache, dass das Design des Komplexes aus einem wasserdichten Modul mit einem Transport-Start-Container mit einer darin befindlichen Rakete besteht. Das Modul wird durch Fracht, Fischerei oder andere, inkl. ein U-Boot, im Folgenden als Transportschiff bezeichnet, in Unterwasser- und Oberflächenpositionen an Deck oder im Rumpf eines Transportschiffs. Zum erforderlichen Zeitpunkt wird das Modul vom Transportfahrzeug getrennt und wird autonom. In diesem Fall entsteht eine Nachahmung eines U-Bootes, alles andere: ein Startkomplex, ein Raketenstart, eine Rakete mit Sprengkopf sind real. Das Hauptteil kann nicht nur eine nukleare Ladung tragen, ein Merkmal der Erfindung ist die Fähigkeit, schlagende Elemente zu tragen, um Raketenabwehrelemente eines potentiellen Feindes zu zerstören, um andere Sprengköpfe zu schützen, beispielsweise eine nukleare Ladung zu tragen und von anderen Startkomplexen abgefeuert zu werden

Fig. 5 - Trockenfrachtschiff oder jedes andere, hauptsächlich nichtmilitärische Schiff 20 transportiert Module 21 auf verschiedene Weise: an Deck Schlepptau zum Befestigen der Knoten 22 am Rumpf oder Kabel 23.

In Fig. 12 - ein Modul mit einem offenen (aufgeblasenen) Simulator eines U-Bootes 27, eingesetzten Antennen 28, einer offenen Luke 2. Der Komplex befindet sich in einer Vorstartposition.

Munitionssimulator:

Fig. 16 ist ein Diagramm, in dem Komplexe mit Simulatoren von U-Booten 27 einen Gefechtskopf 32 vor einer Rakete schützen, die von einem U-Boot in einer Unterwasserposition von Punkt 33 abgefeuert wird, deren Koordinaten durch die Koordinaten der Simulatoren 27 bestimmt werden. Der Gefechtskopf 32 fliegt zum Ziel 34. Die Komplexe starten Raketen wie folgt so dass die Sprengköpfe der Raketen hochfliegen und mit Fallschirm 29, Segelflugzeug 30 und Ballon 31 über den entsprechenden Abschnitten 35, 36, 37 der Raketenabwehrzone zum Zeitpunkt des Fluges über diese Abschnitte des Sprengkopfs 32 schießen, um ihn zu schützen und der Raketenabwehr entgegenzuwirken.

Wahrlich:

Geben Sie mir für Russen zumindest Ersatzteile von Mercedes
Als sie anfangen zu sammeln, kommt sowieso ein Kalaschnikow-Sturmgewehr oder ein Panzer heraus.

/ Bärtiger sowjetischer Witz.



Es sei darauf hingewiesen, dass in der UdSSR im August 1964 ein ähnliches Programm gestartet wurde - ein Raketenschiff, das auf der Grundlage des Eisschiffes des Projekts 550 Aguema entworfen wurde, erhielt den Arbeitsnamen Skorpion (Projekt 909).



Acht R-29-Raketenwerfer sollten an Bord sein, und das Erscheinungsbild unterschied sich nur bei Vorhandensein zusätzlicher Antennen. Nach den Berechnungen, die in den arktischen Gewässern der Sowjetunion patrouillieren, könnte ein solches Schiff praktisch überall in den Vereinigten Staaten Objekte mit Raketen treffen.



Darüber hinaus entwarf TsKB-17 bereits auf Initiative einen als hydrografisches Schiff getarnten Raketenträger (Projekt 1111, „Vier Pfahl“). Der erste einer Reihe von Versuchen mit diesen Projekten im Jahr 1964 hätte den Staatshaushalt 18,9 bzw. 15,5 Millionen Rubel gekostet.

Es ist lustig, aber die "friedliebenden" Amerikaner schlugen den NATO-Staaten bereits 1963 vor, auf der Grundlage von Transporten vom Typ Mariner eine ganze Flottille solcher "Schiffe mit Überraschung" zu schaffen.

Riksha Marine Raketen- und Raumfahrtsystem

Mit der Erwartung einer langfristigen Aussicht auf GRTS „KB sie. Akademiker V.P. Makeeva “begann zusammen mit NPO Energomash, dem Design Bureau of General Engineering, der NPO Automation and Instrument-Making und dem staatlichen Unternehmen„ Krasnoyarsk Machine-Building Plant “mit der Entwicklung des Raketen- und Weltraumkomplexes Riksha, mit dem kleine Raumfahrzeuge gestartet werden sollen - dies ist der dritte Bereich unserer Weltraumaktivität.



Eine Analyse des vielversprechenden Marktes für Raumfahrtdienste zeigt, dass in ausländischen und russischen Raumfahrtprogrammen kleine Raumfahrzeuge vorherrschen, die für Kommunikationssysteme mit niedriger Umlaufbahn, Erderkundung, erdnahe Weltraumforschung und Implementierung von Weltraumtechnologien ausgelegt sind. Das wachsende Interesse an kleinen Raumfahrzeugen beruht hauptsächlich auf ihren Vorteilen wie niedrigen Kosten, der Geschwindigkeit der Erstellung und Bereitstellung sowie der Fähigkeit, schnell auf die neuesten wissenschaftlichen und technologischen Errungenschaften und Marktanforderungen zu reagieren.

Um auf dem Markt für Trägerraketen (10-15 Starts pro Jahr) am besten nachgefragt zu werden, muss die Trägerrakete den Start von Kommunikationssatelliten (Sprachnachrichten) mit einem Gewicht von etwa 800 kg in Umlaufbahnen mit einer Höhe von bis zu 800 km und von Überwachungssatelliten mit einem Gewicht von 350 - ermöglichen. 500 kg in Umlaufbahnen mit einer Höhe von 500 - 800 km, zurückgebracht von Satelliten mit einem Gewicht von etwa 1000 kg in Umlaufbahnen mit einer Höhe von 350 km.




Raumschiffe der kleinen Klasse müssen aufgrund der Vielzahl der zu lösenden Aufgaben von äquatorial nach solar synchron umkreisen. Es ist problematisch, ein so breites Spektrum von Orbitalneigungen mit stationären Komplexen aus dem Gebiet Russlands abzudecken. Ein transportabler Komplex, der auf einer Trägerrakete der leichten Klasse basiert, kann das Problem lösen. Darüber hinaus sind die kürzlich gestiegenen Anforderungen an die Umweltsicherheit der Raketen- und Weltraumtechnologie sowie die Kosten für deren Erstellung und Betrieb zu beachten. Unter diesem Gesichtspunkt ist es sehr vielversprechend, Booster-Raketen als brennbares Flüssigerdgas in Kombination mit flüssigem Sauerstoff als Oxidationsmittel zu verwenden, was Folgendes ermöglicht:

- eine minimale Umweltbelastung für die Umwelt während Stürzen von Arbeitsphasen und in Notsituationen bereitzustellen;
- um hohe Energie- und Gesamtmasseneigenschaften der Rakete zu erreichen;
— — , -.

Der Rikscha-Komplex wird entwickelt, um erdnahe Umlaufbahnen und suborbitale Flugbahnen von leichten Fahrzeugen für verschiedene Zwecke aus zuvor vereinbarten Land- und Seegebieten zu starten.

Die Hauptidee bei der Entwicklung des Rikscha-Komplexes ist die maximale Befriedigung der Bedürfnisse der Startkunden. Auf dieser Grundlage wird der Komplex in einem transportablen Design gebaut, das es uns ermöglicht, eine breite Palette von Umlaufbahnneigungen mit optimalen Energiekosten für den Start von Nutzlasten zu implementieren und das Gebiet der Kundenländer (falls gewünscht) für den Start zu nutzen. Für den „Rikscha“ -Komplex gibt es zwei Möglichkeiten, Systeme mit einheitlichen Subsystemen zu starten (Abb. 2):


— (, ) ;
— 1288.

Die Trägerrakete umfasst zwei Marschphasen. Abhängig von den zu lösenden Aufgaben kann es mit einem Apogäum-Antriebssystem ausgestattet werden. Auf den Marschphasen werden Modifikationen des gleichen Raketentriebwerks verwendet. In der ersten Stufe wird ein Paket von sechs Motoren zusammengebaut, in der zweiten Stufe wird ein Motor eingebaut. Die Kraftstofftanks der ersten und zweiten Stufe sind vollständig geschweißte Waferstrukturen aus einer Aluminium-Magnesium-Legierung. Trennböden sind einschichtig. Die Herstellung solcher Strukturen wurde vom Krasnojarsker Maschinenwerk gemeistert. Die Bordausrüstung des Steuerungssystems befindet sich in einem versiegelten Instrumentenraum mit der Möglichkeit des Austauschs in der Ausgangsposition. Das Raketensteuerungssystem ist träge mit Korrektur nach externen Referenzpunkten (Navstar- und Glonass-Systeme). Die Nutzlast befindet sich unter der Verkleidung,Das Design sorgt für Staub- und Wasserdichtigkeit und verfügt über Luken zur Versorgung der Nutzlastsysteme mit pneumatischen und hydraulischen Leitungen sowie zur Herstellung elektrischer Verbindungen mit bodengestützten Geräten. Das Volumen der Nutzlastzone beträgt 9 m³.



Bei der Konstruktion der Rakete mit einer Länge von 24,5 m, einem Durchmesser von 2,4 m und einer Startmasse von 64 Tonnen, die sich in mehreren bewährt hat, wurden eine Reihe ursprünglicher technischer Lösungen (das Fehlen von Tanks zwischen Tanks und Zwischenstufen, die Platzierung von Motoren in Kraftstofftanks) eingeführt Generationen und ermöglichen: die passive Masse der Rakete zu reduzieren und dadurch ihre Stromversorgung zu erhöhen; Vereinfachung des Kühlprozesses der Motoren vor dem Starten; die Steifigkeit der Rakete als Stabilisierungsobjekt zu verbessern; vorhandene Fahrzeuge zum Transport der Trägerrakete verwenden; Reduzieren Sie die Abmessungen von Raketen und Fahrzeugen .

In Abb. 3 zeigt die Energiefähigkeiten der Trägerrakete.



Die Trägerrakete Riksha-1 kann sowohl ausländische Raumschiffe als auch einen bedeutenden Teil moderner und vielversprechender russischer Fahrzeuge starten. Bei der Entwicklung der Trägerrakete Riksha-1 werden Modernisierungsmöglichkeiten eröffnet. Die Ausrüstung einer Rakete mit zwei Seitenbeschleunigern auf der Basis von Panzern der ersten Stufe gewährleistet den Start einer Nutzlast mit einem Gewicht von bis zu 4 Tonnen in die erdnahe Umlaufbahn.



Nachwort:
Es ist bedauerlich (aus technischer und wirtschaftlicher Sicht), dass diese Weltraumraketensysteme nicht vollständig implementiert wurden.

Dafür gab es drei Gründe:

1. :
« - »
, « » «» . - « » .

2. .

3. / .

— 1979 ;
— , ( US Munitions List )
- Gegenstände mit doppeltem Verwendungszweck, deren Liste von der US Commercial Control List festgelegt wird .

Und sie bereiten die Trägerrakete bekanntlich ausschließlich von den Spezialisten des Herstellers für den Start vor.
Die Spezialisten eines der beeindruckendsten Unternehmen des militärisch-industriellen Komplexes der Hochtechnologie der UdSSR „abzugeben“, wird nicht jeder entscheiden.
4. Große Konkurrenz durch russische und ukrainische Hersteller von Raketentechnologie.

All dies erklärt, warum „Makeeva GRC“ nicht nur Tage feiert: Die Geburt der modernen russischen Raketenwissenschaft, des Maschinenbauers, der Raketentruppen und der Artillerie, des U-Boot- und Chemietags, sondern auch des wohlverdienten Miass-Raketenwissenschaftlers am 12. April betrachten sie als ihren beruflichen Feiertag.

Mit dem, was ich ihnen herzlich gratuliere.

* Das Zurücksetzen von Fachbegriffen und gutem Text macht keinen Sinn