Sistemas de lançamento subaquático: como sair da água em órbita?

O círculo incha com uma lente, se estende, sobe e de fato se torna como uma cúpula baixa. Pode-se ver como, do seu centro, dos "olhos" emergentes, correntes de água fluem para baixo. Então o nariz ríspido do foguete aparece, rapidamente subindo, puxando um corpo de aço azul-branco-vermelho ... A bola de fogo branca transformou instantaneamente uma escuridão nublada em um amanhecer tropical ... Um rugido poderoso e crescente. O foguete mal balançou a cauda, ​​procurando o curso, o movimento rotacional axial cessou, subiu para cima, deixando para trás uma trilha espessa e escura.

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Você acha que quero contar novamente sobre os "assassinos das cidades", esses predadores secretos do fundo do mar, que com um gole podem apagar poeira em uma saraivada comparável à área de mais de 300 megacidades do mundo?

Não. Mais precisamente, não exatamente "não":

falaremos sobre veículos de lançamento quase pacíficos "Swell", "Wave", "Calm", "Surf" e "Rickshaw".

Para ser preciso, no nascimento eles eram os verdadeiros combatentes e podiam destruir quase qualquer país do mundo da face do planeta.

Sistemas de foguetes espaciais marinhos

Em março de 1985, após uma série de descanso dos “anciãos do Kremlin”, o cargo de Secretário Geral do Comitê Central do PCUS foi ocupado por M. S. Gorbachev: ex-organizador do partido da Administração Agrícola de Produção Territorial de Stavropol.



O ar "cheirava" ... não, não era uma tempestade, mas atraía: "glasnost" e "perestroika", "cooperação" e "novo pensamento político", "pluralismo" e "desarmamento".

À medida que a situação econômica do país piorava, a liderança soviética considerava a redução de armamentos e gastos militares como uma maneira de resolver problemas financeiros, portanto, não exigia garantias e medidas adequadas de seus parceiros, perdendo suas posições na arena internacional.

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Será sobre como o State Rocket Center do Design Bureau recebeu o nome de V.P. Makeeva (Miass) resolveu a questão da "conversão" na era da "perestroika" e depois do fim.



Em 1985, a empresa continuou ativamente o desenvolvimento de equipamentos de mísseis militares para as necessidades da Marinha da URSS: modernizou com sucesso os sistemas de mísseis D9RM e D19, desenvolveu e testou novos equipamentos de combate, realizou trabalhos sobre a criação e testes em larga escala do novo complexo estratégico R-39UTTX / 3M91 Bark - SS -NX-28.



Você pode se familiarizar com os produtos militares do GRC e suas características de desempenho através dos links:

→ Sistemas de mísseis de combate.
→ Principais recursos.
→ Partida subaquática. O resultado das atividades do departamento de design de engenharia mecânica / revisão de vídeo /.

Nesses momentos, a liderança decidiu que o KBM precisava encontrar e conquistar seu nicho no tema dos foguetes espaciais.

Uma das direções deste trabalho foi a proposta de usar mísseis balísticos de submarinos (SLBMs) ​​para lançar cargas úteis no espaço. Antes de tudo, eles chamaram a atenção para os SLBMs que deveriam ser descartados após a vida útil e em conformidade com o Tratado sobre Redução e Limitação de Armas Ofensivas Estratégicas.

Você deixa panelas e frigideiras ou faz o que podemos fazer bem?

O trabalho foi realizado nas seguintes áreas:

- lançamento de submarinos reequipados com mísseis militares, veículos recuperados na atmosfera superior ou no espaço para fins de pesquisa científica, obtendo materiais e produtos biológicos em condições de microgravidade;
- criação de foguetes transportadores baseados em SLBMs para o lançamento de naves espaciais de pequeno porte;
- concepção de complexos de foguetes espaciais com base em soluções técnicas elaboradas em mísseis militares marítimos e terrestres;
- desenvolvimento de pequenas naves espaciais (“Compass”);
- Criação de complexos de medição de informação ("Miass").

O pioneiro nessa área foi o foguete RSM-25 convertido (URAF Navy - 4K10, OTAN - SS-N-6 Mod 1, Sérvio) : o veículo de lançamento Swell , que foi usado para realizar experiências únicas no ambiente de gravidade zero de curto prazo fornecido por passivos seção da trajetória (tempo de ausência de gravidade 15 minutos, nível de microgravidade 10 ^-3 g).



O bloco incluía 15 fornos exotérmicos, equipamentos de medição e comando de informações, um sistema de paraquedas de pouso suave. Vários materiais de partida foram colocados em fornos exotérmicos, em particular silício-germânio, alumínio-chumbo, Al-Cu, um supercondutor de alta temperatura e outros, dos quais durante o experimento em condições de gravidade zero a temperaturas em fornos de 600 ° C a 1500 ° C materiais recebidos com novas propriedades.


Em 18 de dezembro de 1991, pela primeira vez na prática doméstica, de um submarino nuclear do tipo Navaga (Projeto 667A Navaga, de acordo com a classificação do Ministério da Defesa dos EUA e da OTAN, Yankee), foi lançado um veículo de lançamento balístico com o módulo de tecnologia Sprint. O lançamento foi bem-sucedido e o cliente científico, NPO Kompomash, recebeu amostras exclusivas de novos materiais. Portanto, o primeiro passo foi dado no tema de foguetes espaciais do KBM.

Mas nem tudo foi tão simples: o GKChP aconteceu, então a própria URSS deixou de existir, seu governo e sua linha geral mudaram, Chubais e Gaidar, Yeltsin e seus generais e outras novas figuras da elite política. Raquete e a formação de novos negócios "elite".



A redução no volume de assuntos de defesa confrontou a equipe do GRTs "Design Bureau, em homenagem a Acadêmico V.P. A tarefa de Makeeva de intensificar a busca por novas áreas “civis” intensivas em conhecimento que permitissem reter pessoal altamente qualificado, a base material e tecnológica e, em essência, possibilitar a “sobrevivência”.

Em junho de 1992, após uma longa provação e revolta, foi emitida uma nova resolução do "novo" governo (russo), que permitiu à empresa lançar trabalhos sobre a criação de sistemas de foguetes espaciais para fins civis usando lançamentos terrestres, aéreos e marítimos baseados em SLBMs convertidos.

A rápida adaptabilidade a novas trajetórias, a perfeição em massa de energia dos SLBMs, combinada com altos indicadores de confiabilidade e segurança, possibilitam usá-los como meio de entrega ao espaço próximo para vários tipos de cargas úteis durante disparos de treinamento prático e lançamentos em confirmação e extensão da vida útil .

No interesse de realizar novos experimentos com gravidade zero, a unidade biotecnológica balística "Ether" foi criada com o equipamento científico "Medusa", projetado para limpeza em alta velocidade de preparações médicas especiais em um campo eletrostático criado artificialmente durante o vôo. Em 9 de dezembro de 1992, na costa de Kamchatka, a partir do submarino nuclear da Frota do Pacífico, o veículo de lançamento Zyb equipado com equipamento Medusa foi lançado com sucesso e, em 1993, foi realizado outro lançamento semelhante. Durante essas experiências, foi demonstrada a possibilidade de obter drogas de alta qualidade, incluindo o interferon antitumoral Alfa-2, em condições de gravidade zero de curto prazo.

Em 1991-1993 do submarino do projeto 667BDR, foram realizados três lançamentos dos veículos de lançamento da Zyb com as unidades científicas e tecnológicas da Sprint e Ether, desenvolvidas em conjunto com a NPO Composite e o Center for Space Biotechnology.

O bloco Sprint foi projetado para testar os processos de obtenção de materiais semicondutores com uma estrutura cristalina aprimorada, ligas supercondutoras e outros materiais sob gravidade zero. A unidade Ether com o equipamento biotecnológico Medusa foi usada para estudar a tecnologia de limpeza de materiais biológicos e obtenção de eletroforese de preparações biológicas e médicas especialmente puras.

Amostras únicas de cristais únicos de silício e algumas ligas (Sprint) foram obtidas e, nos experimentos de Meduza, de acordo com os resultados de estudos do interferon antiviral e antitumoral Alpha-2, foi possível confirmar a possibilidade de purificação espacial de preparações biológicas sob condições de gravidade zero de curto prazo. Na prática, ficou provado que a Rússia desenvolveu uma tecnologia eficaz para a realização de experimentos em condições de gravidade zero de curto prazo usando mísseis balísticos marinhos.

A continuação lógica desses trabalhos foi o lançamento do veículo de lançamento Volna em 1995.

O veículo de lançamento "Volna", criado com base no RSM-50 SLBM (SS-N-18), com uma massa de lançamento de cerca de 34 toneladas, é utilizado, antes de tudo, para lançamentos ao longo de trajetórias balísticas para resolver os problemas de desenvolvimento de tecnologias para obtenção de materiais em condições de microgravidade a curto prazo e outros estudos.

O uso em combate do RSM-50 SLBM a partir da posição subaquática do submarino é garantido com ondas do mar de até 8 pontos, ou seja, o uso em qualquer clima para pesquisas científicas e lançamentos de VE foi praticamente alcançado.

O lançamento do uso comercial de SLBMs pode ser considerado o lançamento em 1995 do veículo de lançamento Volna do submarino Kalmar do projeto 667 BDRM. O lançamento foi feito ao longo da rota balística do Mar de Barents - a Península de Kamchatka, a uma distância de 7500 km. A carga útil para esse experimento internacional foi o módulo de termoconvecção da Universidade de Bremen (Alemanha).



Durante os lançamentos do veículo de lançamento Volna, a aeronave de resgate Volan é usada. Destina-se à pesquisa científica e aplicada em lançamentos de gravidade zero ao longo de trajetórias suborbitais.

Em voo, as informações de telemetria sobre os parâmetros monitorados são transmitidas a partir da aeronave. No final do voo, o dispositivo realiza uma descida balística e, antes do pouso, um sistema de resgate de para-quedas em dois estágios é ativado. Após um pouso "suave", o dispositivo é rapidamente detectado e evacuado.


Para lançar o equipamento de pesquisa de massa aumentada (até 400 kg), é usada uma versão aprimorada da aeronave de resgate "Volan-M". Além do tamanho e peso, essa opção se destaca pelo layout aerodinâmico original.

No aparelho de resgate, além de instrumentos científicos com peso de 105 kg, está localizado um complexo de medição a bordo. Ele fornece controle de experimentos e controle de parâmetros de vôo. O SLA Volan está equipado com um sistema de aterrissagem de para-quedas em três etapas e equipamentos para busca operacional (não mais de 2 horas) pelo dispositivo após o pouso. Para reduzir o custo e o tempo de desenvolvimento, foram emprestadas ao máximo soluções técnicas, componentes e dispositivos de sistemas de mísseis seriais.

Durante o lançamento em 1995, o nível de microgravidade foi de 10 ^-4 ... 10 ^{-5 g,} com um tempo sem peso de 20,5 minutos. Iniciaram-se estudos que mostram a possibilidade fundamental de criar uma aeronave de resgate com equipamento científico de até 300 kg, lançada pelo veículo lançador Volna ao longo de uma trajetória com um tempo de gravidade zero de 30 minutos a um nível de microgravidade de 10 ^-5 ... 10 ^-6 g.

O foguete "Volna" pode ser usado para lançar equipamentos em trajetórias suborbitais para estudar processos geofísicos na atmosfera superior e no espaço próximo, monitorar a superfície da Terra e realizar vários experimentos, inclusive ativos.



A área de localização da carga útil é um cone truncado com uma altura de 1670 mm, um diâmetro base de 1350 mm e um raio opaco da ponta do cone de 405 mm. O míssil permite a remoção de cargas pesando 600 ... 700 kg em uma trajetória com uma altura máxima de 1200 ... 1300 km e uma massa de 100 kg - com uma altura máxima de até 3000 km. Existe a possibilidade de instalar vários elementos de carga útil no foguete e sua separação sequencial.

Na primavera de 2012, uma cápsula EXPERT foi lançada de um submarino no Oceano Pacífico usando o complexo de foguetes espaciais de conversão russo Volna, encomendado pelo Centro Aeroespacial Alemão (DLR).

O projeto EXPERT está sendo implementado sob a liderança da Agência Espacial Europeia.



O Instituto Stuttgart de Pesquisa em Tecnologia de Projeto e Engenharia e o Centro Aeroespacial Alemão desenvolveram e fabricaram um nariz de fibra cerâmica para a cápsula EXPERT.

No arco, constituído por fibra cerâmica, existem sensores que registram dados ambientais durante o retorno da cápsula à atmosfera, como temperatura da superfície, fluxo de calor e pressão aerodinâmica. Além disso, no arco há uma janela através da qual os processos químicos que ocorrem na frente da onda de choque ao entrar na atmosfera são registrados com um espectrômetro.


→ Características técnicas do veículo lançador Volna

Booster "Calma"

A família de veículos lançadores de classe leve: Calm, Calm-2.1, Calm-2P foi desenvolvida com base no míssil balístico R-29RM e foi projetada para lançar naves espaciais de pequeno porte em órbitas baixas da Terra. O veículo de lançamento Shtil não possui análogos no mundo em termos de indicadores de energia e massa alcançados, fornece o lançamento de cargas úteis com peso de até 100 kg em órbitas com uma altura de perigeu de até 500 km e uma inclinação de 78,9 °.

Ao finalizar o míssil balístico padrão R-29RM para o lançamento da espaçonave, foram feitas algumas alterações. Uma estrutura especial para a instalação da espaçonave lançada foi adicionada e o programa de vôo foi alterado. No terceiro estágio, um contêiner telemétrico especial com equipamento de escritório foi instalado para controlar a remoção de serviços em terra. Os projetistas também tiveram que resolver o problema associado ao aquecimento da carenagem da cabeça durante o lançamento do foguete e sua saída debaixo d'água, o que poderia levar a danos na espaçonave.


A sonda é colocada em uma cápsula especial que protege a carga útil das influências térmicas, acústicas e outras do estágio superior. Depois de atingir a órbita especificada, a cápsula da espaçonave é separada e o último estágio é retirado da trajetória de vôo da espaçonave. A cápsula é aberta e a carga é liberada depois que o estágio se distancia, excluindo o impacto dos motores em funcionamento na espaçonave.

O primeiro lançamento do Shtil-1 LV foi realizado em 7 de julho de 1998 pelo conselho do submarino nuclear K-407 Novomoskovsk. A carga útil era de dois satélites da Universidade Técnica de Berlim (Technische Universitat Berlin, TUB) -Tubsat-N e Tubsat-Nl.


O maior dos satélites Tubsat-N - possui dimensões totais de 320x320x104 mm e um peso de 8,5 kg. O menor Tubsat-Nl é instalado no lançamento, na parte superior da nave espacial Tubsat-N.
Suas dimensões totais são 320x320x34 mm, peso - cerca de 3 kg.

Os satélites foram lançados perto da órbita calculada. Os parâmetros da órbita do terceiro estágio do VE após a retirada da sonda foram:

- a inclinação da órbita 78,96 °;
- a distância mínima da superfície da Terra é de 405,7 km;
- a distância máxima da superfície da Terra é 832,2 km;
- período de circulação 96,83 min.

Na terceira etapa do transportador, é instalado um contêiner especial com peso de 72 kg. Equipamentos de telemetria para monitorar vários parâmetros e equipamentos para realizar o monitoramento de rádio em órbita estão localizados no contêiner.

O submarino nuclear K-407, com o qual foi lançado, faz parte da terceira frota da Frota do Norte e baseia-se na base naval (base naval) de Sayda-Guba na baía de Oleny, nas proximidades da vila de Skalisty (anteriormente Gadzhievo , depois renomeada para Gadzhievo) Murmansk área.



Este é um dos sete navios construídos sob o projeto 667BDRM "Dolphin" (Delta IV de acordo com a classificação da OTAN).


O Shtil-1 LV permite colocar em órbita circular com uma altura de 400 km e uma inclinação de 79 graus de carga útil, pesando 70 kg.

O design do estágio superior do protótipo foi projetado para acomodar quatro ogivas compactas em volumes pequenos e isolados. Devido ao fato de as naves espaciais comerciais modernas terem baixa densidade e exigirem um espaço integral relativamente grande, é impossível o uso total das capacidades de energia da espaçonave. Ou seja, o design da espaçonave impõe um limite no espaço ocupado pela espaçonave, que é de 0,183 m ³ . A energia do veículo de lançamento torna possível o lançamento de naves espaciais de massa maior.

A conversão do foguete R-29RM no foguete Shtil é realizada com modificações mínimas; a sonda é colocada no local de pouso de uma das unidades de combate em uma cápsula especial que fornece proteção contra influências externas. O lançamento de um foguete é realizado a partir das posições subaquáticas ou de superfície do submarino. O vôo é realizado no modo inercial.

Uma característica distintiva desse complexo é o uso da infraestrutura existente do campo de treinamento da Nenox, incluindo instalações de lançamento no solo, bem como mísseis balísticos R-29RM em série removidos do serviço de combate. As melhorias mínimas nos foguetes garantirão alta confiabilidade e precisão de colocar a carga em órbita a um baixo custo de lançamento (US $ 4 ... 5 milhões).


O veículo de lançamento Shtil-2 foi desenvolvido como resultado do segundo estágio da modernização do míssil balístico R-29RM. Nesta fase, é criado um compartimento de carga útil para acomodar a carga útil, consistindo em uma carenagem aerodinâmica descarregada em voo e um adaptador no qual a carga útil é colocada. O adaptador fornece acoplamento do compartimento de carga útil ao transportador. O compartimento de carga útil é de 1,87 m ³ .

O complexo foi criado com base nos submarinos de mísseis balísticos R-29RM (RSM-54, SS-N-23) e na infraestrutura existente do campo de treinamento do Norte Nenox, localizado na região de Arkhangelsk.



A infraestrutura do aterro inclui:

- «-2».

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, , .

, , , .

- — , .



- -29 ( 0.96) .

:
10 .
15 .
.
.

77° 60°, .
0° 77°. .

.
- «-2.1» .



(«-2») 200 , .

Usar um submarino como um complexo de lançamento permite o lançamento de veículos de lançamento Shtil para praticamente qualquer inclinação orbital

A carenagem aerodinâmica foi selada para fornecer proteção contra poeira e umidade da carga útil. O projeto da carenagem aerodinâmica permitiu a execução de escotilhas na superfície lateral para o fornecimento de conexões adicionais da carga útil com o equipamento do complexo de lançamento no solo.

Os arranques podem ser realizados a partir de um complexo de lançamento terrestre ou de uma mina submarina em uma condição de superfície.

As principais características do complexo de veículos de lançamento Shtil-2 são apresentadas na tabela.


«-3» (-54 -124 ( «»)) 200—700 950 — 730 .

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