Familien af øvre stadier D er en familie af øvre stadier (øvre stadier) afledt af blokken "D" - den femte fase af N1 - L3 rumraketkomplekset , designet til sovjetiske kosmonauter til at flyve til månen . De bruger et par flydende ilt - petroleum som brændstof , mens tankning med " syntin " er tilladt uden at ændre strukturen [1] .
Som en del af standardkomplekset var blok "D" ansvarlig for at overføre LK - LOK -forbindelsen fra flyvebanen til månebanen , for at overføre LK fra månebanen til landingsbanen, samt for korrektioner under flyvningen (blokke "A", "B" og "C "- de første tre faser af N-1 raketten , som bragte komplekset ind i en lav referencebane , "G"-blokken spredte ekspeditionen til månen). Derfor var det maksimale antal motorstarter for "D"-blokken (den har indekset 11D58 eller RD-58 i nogle kilder) syv, og levetiden for "D"-blokken var 7 dage. For at gøre dette havde iltbeholderen form som en kugle og var udstyret med termisk isolering . Derudover blev den fyldt med oxygen afkølet til -200 °C (kogepunkt -183 °C), hvilket gjorde det muligt yderligere at reducere fordampningstab , og derudover øgede densiteten af flydende oxygen, hvilket sparede det nødvendige tankvolumen . Petroleumstanken havde en ringformet form og var vippet 3 grader for at forenkle designet af brændstofindtaget. Skuffen af 11D58-motoren var 8,5 tf .
På grund af N-1-rakettens utilgængelighed blev det besluttet at flyve rundt om månen uden at lande ved hjælp af UR-500K-raketten . Til dette blev rumfartøjet 7K-L1 udviklet, der lånte en del af systemerne fra 7K-OK orbiteren, kendt som Soyuz . For at give skibet den nødvendige hastighed var tretrins UR-500K udstyret med et fjerde trin - blok "D", lånt fra N-1 raketten.
Under navnene "Zond-5" ... "Zond-8" cirklede rumfartøjet 7K-L1 fire gange rundt om Månen, men uden astronauter ("Zond-4" blev opsendt i den modsatte retning fra Månen ind i en stærkt elliptisk bane med en højde på ca. 330.000 km ).
UR-500K raketten, som fik navnet " Proton ", blev sammen med D-blokken yderligere brugt til at opsende månestationerne " Luna-15 " ... " Luna-24 ", og de interplanetariske stationer " Venera-9 " " ... " Venus-16 ", " Mars-2 "..." Mars-7 ", " Vega " og " Phobos ". I 1974 begyndte flyvninger i geostationær bane for at opsende kommunikationssatellitter Horizon , Raduga , Screen .
Kravene til blok D som en del af månekomplekset svarede ikke helt til, hvad der skulle til for AMS og kommunikationssatellitter. Som et resultat blev der foretaget en modifikation med det formål at øge bæreevnen og reducere omkostningerne til blok D. Det modificerede øvre trin, kaldet DM, havde en aktiv levetid på kun 9 timer, og antallet af motorstarter var begrænset til tre . Dette gjorde det muligt at slippe af med den termiske isolering på ilttanken og en del af blokkene i POP-lanceringsstøttesystemet.
I forbindelse med de forskellige krav til en række nyttelaster blev andre modifikationer udviklet - DM-2, DM-03. For at fungere som en del af Zenit-3SL- komplekset blev der udviklet en modifikation af DM-SL. Ud over petroleum kan DM-blokken bruge syntetisk kulbrinte "syntin" som brændstof, hvilket øger motorens specifikke impuls fra 358 til 361 enheder.
Brugen af DM-blokken på Proton-raketten er ved at være slut - den erstattes af Briz-M- blokken , men i Sea Launch -programmet DM-SL-blokken (DM-SLB bruges i Land Launch-programmet) vil fortsat blive brugt. Det skyldes, at Breeze-M bruger de samme brændstofkomponenter som Proton-raketten, mens DM-blokken tværtimod svarer til Zenit-raketten. Det er imidlertid interessant, at til opsendelse af Glonass-M- satellitter (Hurricane-M) i cirkulære baner med en højde på omkring 20.000 km , giver DM-blokken højere opsendelsesnøjagtighed end Breeze-M, og derfor dens brug på en raket "Proton -M vil tilsyneladende først stoppe efter den endelige udskiftning af Glonass-M-satellitterne med nye ikke-tryksatte Glonass-K- enheder , hvis flyvetest begyndte i februar 2011. Ikke desto mindre, den 5. december 2010, blev den første lancering af en ny modifikation af DM-blokken (11С861-03) udført med øget tankning og en højere bæreevne. DM-03-blokken blev brugt til at opsende en trio af Glonass-M-satellitter, mens opsendelsen i kredsløb endte uden succes [2] .
Holdningen til nedlukningen af DM-blokken ændrede sig noget efter Breeze-M-ulykkerne i 2006 under lanceringen af Arabsat-4A og i 2008 under lanceringen af AMS-14 , og måske vil DM-blokken forblive i drift til forsikring og som mulighed for erhvervskunder.
Den 19. august 2012 satte det øverste trin DM-SL rekord for opsendelsesnøjagtighed under opsendelsen [3] .
Prototypen af denne blok er blok "D", udviklet af OKB-1 , som den femte fase af N1 - L3 komplekset , en del af det sovjetiske månelandings bemandede program og interplanetariske stationer " Venus-9 " ... " Venus- 16 ", " Mars-2 " "..." Mars-7 ", " Vega " og " Phobos ". I denne version havde enhed D ikke sit eget kontrolsystem; kontrol blev udført fra rumfartøjets kontrolsystem.
På blok "D" af L3-komplekset blev 11D58 -motoren udviklet af OKB-1 installeret. 11D58-motoren, der var lavet i et lukket kredsløb, skulle for første gang give flere opsendelser i det ydre rum og vægtløshed ved at dreje turbopumpeenheden til boostertanken i oxidationsapparatet op med komprimeret gas fra den autonome gascylindersektion af den pneumohydrauliske opstartssystem for "D"-blokken. Under den pneumatiske start skabte oxidationspumpen et betydeligt tryk (ca. 10 kg/cm²), som sikrede pålidelig fyldning af den uafkølede oxidationsvej med flydende oxygen og det indledende niveau af gasgeneratorens gasstrøm gennem turbinen i hoved-HPP, nødvendigt for at motoren går i normal tilstand. En sådan ordning sikrede minimale ilttab til nedkøling af PS. For at reducere varmetilførslen til oxidationsmidlet (superkølet oxygen med en temperatur på op til -193 °C), blev den kugleformede form af oxidationsmiddeltanken med skærm-vakuum termisk isolering vedtaget, og alle forbindelser blev lavet ved hjælp af termiske broer. Brændstoftanken, hvori motoren var placeret, havde form som en torus. Blokken var den første til at anvende tekniske løsninger, der senere blev klassiske inden for raketteknologi (f.eks. brugen af tank-forpumper, der er en del af motoren, og opbevaring af helium i cylindre nedsænket i flydende ilt osv.) [ 4]
Modifikation af blok D, designet til at opsende kommunikations- og tv-satellitter i geostationær kredsløb , udviklet af Design Bureau PM (Chief Designer M. F. Reshetnev ).
Kommunikationssatellitter havde ikke missilenhedskontroludstyr, så enhed D var udstyret med et uafhængigt kontrolsystem placeret i et forseglet toroidformet instrumentrum, som også rummede telemetriudstyr og en kommandoradioforbindelse. Instrumentrummet var installeret på en speciel truss over oxidationstanken og havde et termisk kontrolsystem. Blok D var udstyret med 11D58M -motoren , udviklet hos NPO Energia under ledelse af B. A. Sokolov . Denne motor er masseproduceret på Voronezh Mechanical Plant .
Den modificerede accelerationsenhed havde en aktiv levetid på 9 timer, og antallet af motorstarter var begrænset til tre. I øjeblikket[ hvornår? ] øvre trin af modellerne DM-2, DM-2M og DM-03 fremstillet af RSC Energia anvendes , hvor antallet af indeslutninger er blevet øget til 5 [5] [6] .
UdviklingUdviklingen af DM-blokken begyndte i 1969. Blokken af denne modifikation fra 3. august 1973 [7] til 30. juli 1975 bestod seks brandprøver, hvor blokken blev tanket to eller tre gange, og motoren blev tændt 4-5 gange. Den har været betjent fra Proton løfteraket siden 1974.
EgenskaberBlok DM består af: hovedmotor; to fremdrivningssystemer til stabilisering og orientering; sfærisk oxidationsmiddel tank; toroidformet brændstoftank; instrument rum; udstyr til kommando-målekomplekset; aftagelige nedre og midterste adaptere under flugt.
Dokumenteret motorpålidelighed 0,997 med et konfidensniveau på 0,9. Hver motor består kontroltest uden eftersyn ved hjælp af progressive metoder til at diagnosticere en teknisk tilstand.
Kommercielle blokkeUdviklingen af kommercielle blokke baseret på DM-blokken begyndte i 1993. Kommercielle blokke blev betegnet i form af to begyndelsesbogstaver DM og et modifikationsnummer forbundet med behov for forfining for en bestemt udenlandsk handelslast I designdokumentationen er dette nummer skrevet umiddelbart efter bogstaverne DM uden mellemrum i modsætning til hhv. de officielle navne på 11C861-01 blokkene vedtaget af de militære rumstyrker (VKS). I officielle navne er begyndelsesbogstaverne og ændringsnummeret skrevet med en bindestreg (D-2, DM-2, DM-2M). Eksistensen af to systemer med lignende betegnelser har skabt en masse forvirring.
Oprindeligt var hvert øverste trin designet til en bestemt nyttelast. Dette skyldtes det lille antal kontrakter om kommercielle opsendelser med Proton-K løfteraket , begrænset til en kvote på fem opsendelser. For at indgå kontrakter modtog blokkene betegnelser: for Inmarsat 3 -rumfartøjet - DM1, for tre opsendelser af Iridium -rumfartøjet - DM2, for Astra IF -rumfartøjet - DM3 og for Tempo FM1 -rumfartøjet - DM4. På grund af det faktum, at monteringen af syv Iridium -rumfartøjer krævede installation af en dispenser med stor diameter, blev ikke 11C861-01 taget som en prototype af DM2-blokken, men den dengang ubrugte RB 17C40 . På denne enhed har det øverste kraftværk, hvorpå separationssystemadapteren er fastgjort, en større diameter end på enhederne i 11C861-serien.
DM3DM3 er en kommerciel version af DM-blokken, oprindeligt beregnet til opsendelse af rumfartøjer af Astra IF -typen . Øvre trin DM3 opsendte med succes mange udenlandske kommercielle satellitter. Den 25. december 1997 blev Asiasat-3 rumfartøjet ikke opsendt i en given bane på grund af en funktionsfejl i RB.
DM4DM4 er en kommerciel version af DM-blokken, oprindeligt beregnet til opsendelse af Tempo FM1 -rumfartøjer .
Blok DM-2 bruger en enkeltkammermotor 11D58M på brændstofkomponenter flydende oxygen - petroleum. Den første opsendelse af DM-2-blokken fandt sted den 12. oktober 1982, da de to første satellitter i Hurricane-serien og vægtmodellen af den tredje satellit blev opsendt i en tæt på cirkulær bane. [9] . Øvre trin DM-2 lancerede med succes det internationale astrofysiske observatorium " Integral ".
DM-2M-blokken har forbedrede kraftegenskaber og bruger 11D58S -motoren . Denne modifikation af fjernbetjeningen bruger syntetisk petroleum ("syntin") som brændstof. Den nye modifikation af blok 11С861-01 blev først brugt den 20. januar 1994. Denne blok adskiller sig fra sin forgænger ved et fald i antallet af lag af varmeisolerende belægning nogle steder, ændringer i kontrolsystemet osv. På grund af dette er blokkens masse faldet med 120 kg. Massen af rumfartøjer, der blev opsendt i stationær bane, blev hævet til 2500 kg. Øvre trin 11S861-01 blev brugt til at opsende Russian Express-satellitter.
Blok DM-03 er en af de vigtigste russiske øvre faser designet til at opsende rumfartøjer fra lave jordbaner til højenergibaner, herunder geostationære, højcirkulære og stærkt elliptiske baner, såvel som afgangsbaner til Månen og planeterne i Solsystem [10] .
14S48 - en moderniseret version af det øverste trin 11S861-03 med en 11D58M motor, som blev skabt som en del af Dvina-DM design- og udviklingskommissionen for Proton-M løfteraket med dens efterfølgende tilpasning til Angara-A5 og andre lovende løfteraketter af tung klasse [ 11] . Men da driften af protonerne skulle være afsluttet i 2026, blev arbejdet med Dvina-DM R&D stoppet, og yderligere modernisering af det øverste trin udføres kun som en del af Perseus-KV R&D for Angara-A5 løfteraket . Perseus-KV-udviklingsprojektet involverer således oprettelsen af et øvre fasekompleks til Angara-A5 ved Plesetsk-kosmodromen. I fremtiden, ifølge Ruslands føderale rumprogram for 2016-2025, vil et lignende kompleks (ROC "Orion") blive bygget på Vostochny-kosmodromen.
Ved oprettelsen af grundmodulet til 14S48-overtrinnet blev udviklinger fra RB 11S861-03, 452GK og 314GK.A18 brugt. Så i de nye "accelerator" er brændstoftanke blevet øget, det pneumohydrauliske system er ændret. Det blev oprindeligt udviklet af Krasmash OJSC, men senere blev produktionen overført til Voronezh Mechanical Plant.
I begyndelsen af december 2018 sendte Krasmash den første flymodel 14S48 [12] . I den 20. december blev basismodulet til den første øvre fase leveret til RSC Energia, som er udvikleren af 14S48, fra Krasmash-anlægget. I 2019 planlægger TsNIIMash vibrationsstyrketest af en model af et nyt øvre trin. I løbet af 2019 bliver RSC Energia-specialister nødt til at genudstyre og teste RB 14S48 inden den kommende brug i fjerde kvartal af 2019 under den anden opsendelse af Angara-A5-raketten [13] . I december 2020 blev det kendt, at lanceringen af Angara-A5 med RB Perseus ville finde sted i 2021.
Den 27. december 2021 fandt den tredje testlancering af Angara-A5 tunge løfteraket med Perseus øverste trin sted fra Plesetsk-kosmodromen. Perseus RB med en nyttelast-mock-up blev rutinemæssigt adskilt fra løfteraketten, men kom ikke ind i den tildelte geostationære bane i en højde af 36.000 km [14] . Ifølge North American Aerospace Defense Command ( NORAD ) dukkede et objekt 50505/2021-133A op i lav kredsløb om jorden med en højde på 179 × 201 km, hvis kredsløbselementer svarer til lanceringen af Angara-A5. To dage efter lanceringen af Angara var der allerede 4 objekter på webstedet celestrak.com, som sporer jordnære objekter optaget af NORAD [15] .
14S49 - yderligere modernisering af det øverste trin 14S48 med en 11D58MF -motor med forbedrede kraftegenskaber og øget tankning til brug i Angara-A5-lanceringer (ikke tidligere end den tredje lancering som en del af flyvedesigntestene af denne ILV) [16] [17 ] .
Egenskaberinklusive faldrum:
DM-5-blokken er en modifikation af DM-blokken, designet til at opsende tunge rumfartøjer af Araks -serien i kredsløb .
DM-SL-blokken er en modifikation af DM-blokken, beregnet som et øvre trin til Zenit-3SL-raketten , som bruges til opsendelser under Sea Launch- projektet . Tæller[ af hvem? ] en af de mest "nøjagtige" øvre blokke.
DM-SL-blokken blev skabt på basis af RB 315GK, udviklet hos RSC Energia i 1980'erne til Zenit-3 løfteraket. Den første flyveblok DM-SL fuldførte sin opgave med succes under demonstrationslanceringen af Zenit-3SL løfteraket. DM-SL blokke er blevet produceret siden 1997 parallelt med RB DM3. I fremtiden kan uafhentede blokke af DM3-serien også konverteres til RB DM-SL. [atten]
EgenskaberDM-SLB blokken er en modifikation af DM-SL, redesignet specifikt til Zenit-3SLB løfteraket , der bruges til opsendelser fra Baikonur Cosmodrome under Ground Launch - projektet. Den blev første gang brugt under opsendelsen af Amos-3- satellitten i 2008.
Karakteristika [20]| Karakteristika for familien af øvre stadier D | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Navn | GUKOS indeks | Masse af RB | Brændstof | Brændstofreserve, t | sustainer motor | Støb i vakuum, tf | Antal motorstarter | Masse af PG på GSO , t | Start af drift | |||
| på jorden | i rummet | Proton-K | Proton-M (3. trin) | Zenit-2S | ||||||||
| DM-2 [5] [21] | 11С861 | 3.2 | 2.3 | petroleum + flydende ilt | 15.1 | 11D58M | 8.5 | op til 5 | 2.4 | 1982 | ||
| DM-2M [22] [6] | 11С861-01 | 2.2 | petroleum + flydende ilt | 15.1 | 11D58S | 8.5 | op til 5 | 2.5 | 1994 | |||
| DM-03 [23] | 11С861-03 | 3,245 | 2,35 | petroleum + flydende ilt | 18.7 | 11D58M | 8.5 | op til 5 | 2,95 | 3,44 | 2007 | |
| DM-SL [19] | 3.5 | petroleum + flydende ilt | 15.1 | 8,0 | op til 5 | 2.5 | ||||||
| DM-SLB | 3.22 | petroleum + flydende ilt | 15,58 | 8,103 | indtil 3 | 2008 | ||||||
| Sovjetisk og russisk raket- og rumteknologi | ||
|---|---|---|
| Betjening af løfteraketter | ||
| Lancering af køretøjer under udvikling | ||
| Nedlagte løfteraketter | ||
| Booster blokke | ||
| Genanvendelige rumsystemer | ||