Ангара (ракета)


Материал из Documentation.

Перейти к: навигация, поиск
Ракета-носитель тяжёлого класса «Ангара-А5»
Ракета-носитель тяжёлого класса «Ангара-А5»

Ангара — семейство российских ракет космического назначения нового поколения. Состоит из унифицированных ракет-носителей легкого («Ангара-1.2») и тяжёлого («Ангара-А5», «Ангара-А7») классов грузоподъемностью от 1 до 35 тонн. С их помощью можно выводить на любую орбиту космические аппараты всех типов — спутники, корабли, автоматические межпланетные станции и др.[1]

Лётно-конструкторская отработка «Ангары» будет проводиться до 2020 года.[2]

«Ангара» целиком спроектирована в России и обладает рядом уникальных характеристик. Коэффициент грузоподъёмности у «Ангары» — отношение веса полезной нагрузки к стартовой массе полностью заправленной ракеты — выводит её в лидеры среди основных конкурентов — американских Delta IV, Atlas V и европейской Ariane 5.[3]

Одна из основных особенностей «Ангары» в том, что на основе её универсальных ракетных модулей можно создать целое семейство ракет-носителей с различной грузоподъёмностью для вывода грузов на низкую околоземную орбиту на базе универсального же кислородно-керосинового двигателя РД-191. «Ангара-1» имеет один двигатель, «Ангара-3» — три с общей тягой 600 тонн, у «Ангары-5» будет 1000 тонн тяги, то есть она сможет выводить на орбиту больше грузов, чем ракета «Протон».[4]

Технические решения ракеты «Ангара» позволят осуществлять с одной пусковой установки запуски всех ракет этого семейства — от лёгкого до тяжёлого. Основной стартовой площадкой для ракет «Ангара» станет космодром «Восточный».[5]

Содержание

[править] История

Начало созданию космического ракетного комплекса (КРК) «Ангара» положил указ президента России Б. Н. Ельцина от 6 января 1995 года. Государственными заказчиками были определены Министерство обороны и Российское космическое агентство (ныне Федеральное космическое агентство). Соисполнителями работ по первоначальному проекту были Ракетно-космическая корпорация «Энергия» им. С. П. Королёва (Королёв, Московская область) и Государственный ракетный центр «КБ им. академика В. П. Макеева» (ныне Государственный ракетный центр им. академика В. П. Макеева; Миасс, Челябинская область).[6]

В 1997 году за основу был взят альтернативный проект, предложенный Государственным космическим научно-производственным центром им. М. В. Хруничева (ГКНПЦ; Москва). ГКНПЦ — головной разработчик и производитель ракет «Ангара».[7]

Для проведения испытаний КРК «Ангара» был выбран космодром Плесецк. Работы по созданию объектов наземной инфраструктуры подготовки и запуска предусмотрены Федеральной целевой программой «Развитие российских космодромов на 2006—2015 гг.», разработка и изготовление ракеты — Государственной программой вооружения и Федеральной космической программой России на 2006—2015 гг.[8]

Впервые ракета семейства «Ангара» стартовала 9 июля 2014 года с Плесецка. Полет легкой «Ангары-1.2ПП» (ПП — первый пуск) проходил по баллистической траектории над территорией России: через 21 минуту после старта неотделяемый габаритно-массовый макет полезной нагрузки (1,43 т) со второй ступенью упал в заданный район полигона Кура на полуострове Камчатка, преодолев расстояние в 5,7 тыс. км. Ракета представляла собой несерийный вариант носителя и предназначалась для комплексной отработки составных частей космического ракетного комплекса и подготовки к первому запуску «Ангары-А5» тяжелого класса. На первой ступени «Ангары-1.2ПП» успешно отработал двигатель РД-191, на второй — РД-0124А.[9]

23 декабря 2014 года в 08 часов 57 минут (мск) с универсального стартового комплекса на Государственном испытательном космодроме Министерства обороны Российской Федерации (космодром Плесецк) в Архангельской области боевым расчетом Войск воздушно-космической обороны проведен первый испытательный пуск ракеты-носителя тяжёлого класса «Ангара-А5». Запуск произошёл успешно.[10]

[править] Технологии

[править] Устройство ракеты

Ракетный двигатель РД-191
Ракетный двигатель РД-191

Впервые при разработке «Ангары» за основу был взят модульный принцип. Носители разной грузоподъемности собираются из стандартных блоков-модулей с высокой степенью взаимозаменяемости. Основа ракетной системы — универсальный ракетный модуль (УРМ), который представляет собой законченную конструкцию, состоящую из баков окислителя и горючего. УРМ используется в первой (УРМ-1) и во второй (УРМ-2) ступенях ракеты. УРМ-1 трижды (2009, 2010, 2013) прошёл успешные летные испытания в составе южно-корейской ракеты-носителя KSLV-1.[11]

Ракета лёгкого класса имеет две ступени, тяжёлого — три. В качестве верхней ступени предусмотрено применение разгонных блоков: «Бриз-КМ», «Бриз-М», кислородно-водородный среднего класса (КВСК) и кислородно-водородный тяжелого класса (КВТК). В состав серийной «Ангары-1.2» входят два универсальных модуля, «Ангары-А5» — шесть, «Ангары-А7» — семь.[12]

[править] Двигатели

Каждый модуль первой ступени ракеты оснащается одним однокамерным жидкостным ракетным двигателем (ЖРД) РД-191 разработки НПО Энергомаш (Химки, Московская область), работающим на керосине. На второй и третьей ступенях используется ЖРД РД-0124А Конструкторского бюро химавтоматики (КБХА; Воронеж).[13]

В перспективе в верхней ступени возможно применение ЖРД РД-0146 и РД-0146Д разработки КБХА (РД-0146Д создаётся для разгонного блока «Ангары-А5»).[14]

[править] Топливо

«Ангара» работает на экологически чистом топливе — керосине, окислителем которого выступает кислород. После сгорания керосина остаются лишь вода и углекислый газ. Раньше все российские ракеты тяжёлого класса летали только на токсичном гептиле.[15][16]

[править] Использование композитных материалов

Около 36 % деталей ракеты удалось изготовить из композитных материалов третьего поколения, что снизило общий удельный вес всей системы на 12,3 %.[17]

[править] Эффект унификации ракет

«Ангара» создана в виде конструктора, который можно оперативно компоновать в зависимости от стоящих задач, транспортировать без использования дорогостоящих энергоёмких систем и монтировать на стартовом комплексе за считанные минуты. При этом стартовый комплекс, обычно потребляющий до 40 % инвестиций, нужен только один на все категории ракет семейства. Хотя для каждого класса ракет в мире используется отдельно спроектированная для него стартовая площадка. Благодаря такой унификации достигается экономия около 30 % общего бюджета на разработку и производство и около 24 % — по эксплуатационным издержкам.[18]

[править] Финансирование

В проект из федерального бюджета вложено свыше 100 млрд рублей.[19]

[править] Преимущества

Преимущества ракет «Ангара»:[20]

  • Быстро собираются из готовых модулей в различных вариантах;
  • Старт с территории России — с космодромов «Плесецк» и «Восточный»;
  • Спроектированы и производятся полностью на территории России;
  • Используют экологически чистое топливо на основе керосина;
  • Грузоподъёмность до 35 тонн.

[править] Сравнение с другими ракетами

[править] Удельная стоимость грузовых запусков

Стоимость доставки 1 кг полезной нагрузки с «Ангарой» составляет всего $2,4 тыс. до НОО и $4,6 тыс. до ГПО. Минимальная цена килограмма полезной нагрузки для «Фалькона» составляет $4 тыс. за килограмм для НОО и $9,5 тыс. для ГПО. Европейская ракета Ariane проигрывает американской на 12 %.[21][22]

[править] Стоимость запусков тяжёлой ракеты

По подсчётам Роскосмоса, стоимость одного запуска ракеты «Ангара-А5» составит $95-105 млн. Для сравнения: запуск одного «Протона-М» стоит $105-110 млн, а по другим данным более $110 млн (данные по состоянию на 2014 год).[23]

В середине 2015 года генеральный конструктор Центра им. Хруничева Александр Медведев заявил: «Сегодня стоимость пуска [тяжёлой] „Ангары“ примерно на 30-40 % дороже, чем стоимость пуска „Протона“. Но надо иметь в виду, что себестоимость изготовления „Ангары-5“ будет уменьшаться с возрастанием количества изделий. Стоимость запусков тяжёлых ракет-носителей из семейства „Ангара“ к 2025 году будет почти на 20 % ниже, чем у „Протона-М“».[24]

[править] Объём инвестиций

По объёму инвестиций «Ангара» имеет лучшие показатели, чем у всех своих конкурентов. На программу Falcon 9 американская компания уже потратила более $5,2 млрд, общая сумма по проекту достигает $7,5 млрд, бюджет европейского космического агентства на Ariane превысил 3,2 млрд евро, общий объём инвестиций запланирован в 5,8 млрд евро. «Ангара» же обошлась российскому бюджету в 96 млрд рублей (по состоянию на начало ноября 2014 года), то есть по старому курсу это $3,2 млрд.[25]

[править] Типы ракет

[править] Ангара-1.2

Основная статья: Ангара-1.2

Ракета-носитель легкого класса «Ангара-1.2»:[26]

  • Стартовая масса ракеты-носителя — 171 т.
  • Высота — 34,9 м.
  • Первая ступень — УРМ-1, ЖРД РД-191.
  • Вторая ступень — УРМ-2, ЖРД РД-0124А.
  • Масса полезной нагрузки на опорной орбите (Н кр =200 км, i=63°) — 3,8 т.

[править] Ангара-А5

Основная статья: Ангара-А5

«Ангара-А5» представляет собой трёхступенчатую ракету-носитель тяжелого класса. Первая ступень ракеты включает пять модулей УРМ-1, вторая — один УРМ-2. В качестве третьей (верхней) применяется разгонный блок «Бриз-М» (эксплуатируется с 1999 года), в перспективе — КВСК. Система управления разработана Научно-производственным центром автоматики и приборостроения им. Н. А. Пилюгина (Москва), на борту установлена центральная вычислительная машина «Бисер-6».[27]

Длина ракеты — 55,4 м, стартовая масса — 773 т, грузоподъёмность — до 24,5 тонн.[28]

[править] Ангара-А7

Основная статья: Ангара-А7

Ракета-носитель тяжёлого класса «Ангара-А7»:[29]

  • Стартовая масса ракеты-носителя — 1133 т.
  • Высота — 65,7 м.
  • Первая ступень — УРМ-1, ЖРД РД-191.
  • Вторая ступень — УРМ-2, ЖРД РД-0124А.
  • Разгонный блок КВТК-А7.
  • Масса полезной нагрузки на опорной орбите (Н кр = 200 км, i=63°) — 35 т.
  • Масса полезной нагрузки на ГПО (геопереходная орбита, Н п = 5500 км, i=25°) — 12,5 т. с КВТК-А7.
  • Масса полезной нагрузки на ГСО (геостационарная орбита) — 7,6 т. с КВТК-А7.

[править] Космодромы

[править] Плесецк

Первые запуски «Ангары» были произведены с космодрома «Плесецк», где был возведён универсальный стартовый комплекс.[30]

Минобороны России планирует построить к 2019 году на космодроме «Плесецк» новый стартовый комплекс для ракет семейства «Ангара».[31]

[править] Восточный

Основной стартовой площадкой для ракет «Ангара» станет космодром «Восточный», построенный в Амурской области.

[править] Проект запуска с территории Бразилии

В июле 2015 года генеральный конструктор Центра им. Хруничева Александр Медведев заявил, что Россия ведёт переговоры о создании стартового комплекса для ракет «Ангара» на бразильском космодроме Алкантара. «Были соображения и предложения по постройке отдельного стартового комплекса под „Ангару“ на космодроме Алкантара в Бразилии. С экватора пускать — интересный вариант. Получается очень конкурентоспособно. Сейчас ведутся переговоры», — сказал Медведев.[32]

[править] Перспективы

В июле 2015 года было сообщено, что всего должно состояться порядка 10 испытательных запусков тяжёлой «Ангары» и 4 запуска лёгкой. Все запуски пройдут с полезной нагрузкой — то есть с реальными космическими аппаратами.[33]

Согласно данным Центра имени Хруничева, в 2016—2017 годах тяжёлые ракеты семейства «Ангара» производить не планируется. С 2018 по 2020 год центр будет выпускать по две тяжёлых ракеты ежегодно, а в 2021—2022 годах — уже по четыре. В 2023 году планируется произвести шесть ракет, а в 2024—2025 годах предприятие выйдет на производство семи носителей «Ангара-А5» ежегодно.[34][35]

Заменить «Ангарой» активно эксплуатирующуюся сейчас тяжёлую российскую грузовую ракету-носитель «Протон-М» планируется в отдалённой перспективе. По данным Центра имени Хруничева, «Протоны-М» с 2024—2025 года будут запускаться пять раз в год, то есть этот носитель будет использоваться вместе с «Ангарой». Но с помощью «Протона-М» с 2021 года будут выполняться по большей части коммерческие запуски.[36]

[править] Ссылки

[править] Примечания

  1. Ракета-носитель «Ангара». Досье. 23 декабря 2014
  2. Президент РКК «Энергия» Виталий Лопота: Мы предлагаем развернуть после 2020 года в космосе российскую орбитальную станцию. Август 2013
  3. Сеул помог. 23 декабря 2014
  4. Две с половиной тонны топлива в секунду. 2 июля 2012
  5. Ракета-носитель «Ангара». Досье. 23 декабря 2014
  6. Ракета-носитель «Ангара». Досье. 23 декабря 2014
  7. Ракета-носитель «Ангара». Досье. 23 декабря 2014
  8. Ракета-носитель «Ангара». Досье. 23 декабря 2014
  9. Ракета-носитель «Ангара». Досье. 23 декабря 2014
  10. Старт и полет ракеты-носителя тяжелого класса «Ангара-А5» прошли в штатном режиме. 23 декабря 2014
  11. Ракета-носитель «Ангара». Досье. 23 декабря 2014
  12. Ракета-носитель «Ангара». Досье. 23 декабря 2014
  13. Ракета-носитель «Ангара». Досье. 23 декабря 2014
  14. Ракета-носитель «Ангара». Досье. 23 декабря 2014
  15. Две с половиной тонны топлива в секунду. 2 июля 2012
  16. «Ангара» готова к старту. 2 ноября 2014
  17. Ракета-носитель «Ангара». Досье. 23 декабря 2014
  18. «Ангара» готова к старту. 2 ноября 2014
  19. Ракета-носитель «Ангара». Досье. 23 декабря 2014
  20. Семейство ракет-носителей «Ангара». Инфографика
  21. «Ангара» готова к старту. 2 ноября 2014
  22. Через тернии к звездам — несмотря ни на что. 24 декабря 2014
  23. Первая тяжелая ракета «Ангара» будет запущена с космодрома Плесецк. 23 декабря 2014
  24. Роскосмос выполнит еще 8 тестовых пусков «Ангары». 29 июля 2015
  25. «Ангара» готова к старту. 2 ноября 2014
  26. Семейство ракет-носителей «Ангара». 27 ноября 2014
  27. Ракета-носитель «Ангара». Досье. 23 декабря 2014
  28. Ракета-носитель «Ангара». Досье. 23 декабря 2014
  29. Семейство ракет-носителей «Ангара». 27 ноября 2014
  30. С космодрома Плесецк запущена ракета-носитель «Ангара». 9 июля 2014
  31. [1]
  32. Центр им. Хруничева: ракету «Ангара-А3» могут использовать в проекте «Морской старт». 28 июля 2015
  33. Центр им. Хруничева: ракету «Ангара-А3» могут использовать в проекте «Морской старт». 28 июля 2015
  34. Первая тяжелая ракета «Ангара» будет запущена с космодрома Плесецк. 23 декабря 2014
  35. Тяжелая ракета «Ангара-А5» стартовала с космодрома Плесецк. 23 декабря 2014
  36. Первая тяжелая ракета «Ангара» будет запущена с космодрома Плесецк. 23 декабря 2014
Космическое ракетостроение России
История  СССР1990-е годы (1990, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999) • 2000-е годы (2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014, 2015, 2016, 2017, 2018, 2019, 2020)
Компании  ГКНПЦ им. М. В. ХруничеваРКЦ «Прогресс»
Ракеты  Протон-МСоюз-ФГСоюз-2 (Союз-2.1а, Союз-2.1б, Союз-2.1в, Союз-СТ-А, Союз-СТ-Б) • РокотАнгара (Ангара-1.2, Ангара-А5)
ЦФО  Белгородская областьБрянская областьВладимирская областьВоронежская областьИвановская областьКалужская областьКостромская областьКурская областьЛипецкая областьМосковская областьОрловская областьРязанская областьСмоленская областьТамбовская областьТверская областьТульская областьЯрославская областьМосква
СЗФО  КарелияКомиАрхангельская областьНенецкий автономный округВологодская областьКалининградская областьЛенинградская областьМурманская областьНовгородская областьПсковская областьСанкт-Петербург
ЮФО  АдыгеяКалмыкияКрымКраснодарский крайАстраханская областьВолгоградская областьРостовская областьСевастополь
СКФО  ДагестанИнгушетияКабардино-БалкарияКарачаево-ЧеркесияСеверная ОсетияЧечняСтавропольский край
ПФО  БашкортостанМарий ЭлМордовияТатарстанУдмуртияЧувашияПермский кpайКировская областьНижегородская областьОренбургская областьПензенская областьСамарская областьСаратовская областьУльяновская область
УФО  Курганская областьСвердловская областьТюменская областьХанты-Мансийский автономный округЯмало-Ненецкий автономный округЧелябинская область
СФО  АлтайБурятияТываХакасияАлтайский крайЗабайкальский кpайКрасноярский крайИркутская областьКемеровская областьНовосибирская областьОмская областьТомская область
ДФО  ЯкутияКамчатский кpайПриморский крайХабаровский крайАмурская областьМагаданская областьСахалинская областьЕврейская автономная областьЧукотский автономный округ
Личные инструменты