Ракета-носій «Циклон-4М»: вчора, сьогодні, завтра

Актуальні статті та інтерв'ю, Слайд-шоу

ВЧОРА

Два роки тому Конструкторське бюро «Південне» ім. М.К. Янгеля» презентувало світовій спільноті ракетно-космічний комплекс (РКК) «Циклон-4М», який розроблявся вже з досвідом успішного створення сімейств ракет-носіїв «Циклон» та «Зеніт».

На початковому етапі розробки фахівці КБ «Південне» провели кропітку роботу з оцінювання ринку пускових послуг, пошуку потенційних місць базування РКК, мінімізації витрат на створення ракети-носія і наземного комплексу, проаналізувавши потреби й обмеження потенційних інвесторів, опрацьовували різноманітні технічні та юридичні питання щодо експлуатації ракетно-космічного комплексу наземного базування.

У результаті майже одного року напруженої праці КБ «Південне» визначило вигляд ракети-носія, яка б відповідала актуальним потребам і тенденціям ринку виведення космічних апаратів та дозволила б реалізувати проект у стислі строки і за умов обмеженого бюджету, що є ключовими вимогами комерційних інвесторів.

Провінція Нова Шотландія (Канада) ідеально підходить для запуску космічних ракет. Адже має тисячі кілометрів океану на сході. Окрім фактору безпеки, Нова Шотландія надасть можливість відправляти корисне навантаження на низькі і середні кругові і еліптичні навколоземні орбіти, включаючи сонячно-синхронні орбіти. А ще, на відміну від космодрому «Байконур» тут не потрібно орендувати ціле місто Байконур з його населенням, на відміну від «Морського старту» — не потрібно обслуговувати стартовий майданчик (на землі дешевше ніж на морі) і, на відміну від космодрому «Восточний» — Україна та Канада мають свої морські порти, які розташовані недалеко від підприємств та місця розташування майбутнього космодрому.

Нова Шотландія

Саме канадська компанія Maritime Launch Services Ltd. (MLS) виявила зацікавленість і з власної ініціативи планує реалізувати цей амбітний проект виключно за рахунок власних коштів та фінансових інвестицій, залучених з комерційних джерел.

До нової кооперації зі створення ракетно-космічного комплексу має намір долучитися ряд канадських, американських і українських компаній. КБ «Південне» відповідатиме за розроблення, відпрацювання і експлуатацію ракети-носія та об’єктів і систем наземного комплексу. ВО «Південний машинобудівний завод» має стати виробником та постачальником ракети-носія «Циклон-4М» для компанії MLS.

Отже, компанія Maritime Launch Services, яка зареєстрована у провінції Нова Шотландія (Канада), у тісній співпраці з КБ «Південне» та іншими підприємствами розпочинають реалізацію комерційного міжнародного проекту — ракетно-космічного комплексу «Циклон-4М».

За оцінкою наших фахівців, реалізація цього проекту створить нові можливості для України, дасть додатковий імпульс для подальшого розвитку вітчизняної ракетно-космічної галузі, а також поліпшить високотехнологічну та інвестиційну привабливість України як космічної держави.

СЬОГОДНІ

На початку червня 2019 року міністр охорони навколишнього середовища канадської провінції Нова Шотландія Гордон Вілсон дав схвальну відповідь компанії Maritime Launch Services щодо побудови космодрому в районі Хазел-Хілл-Кансо.

Ухвала екологічної експертизи

Ухвала надійшла з деякими умовами, але жодна з яких не становить загрози для зупинки або призупинення проекту. Як стверджує глава компанії MLS Стів Матьє, який відповів на запит SpaceQ, MLS заявила: «Дії MLS будуть відповідати кожній умові дозволу і MLS буде працювати з Міністерством земель і лісового господарства для завершення процедури отримання оренди землі з метою проведення урочистої церемонії відкриття будівництва космодрому у другій половині 2019 р. Запропонований комерційний космодром стане економічним двигуном у регіоні і буде спиратися на спадщину Канади в глобальній космічній спільноті».

Наявність такої ухвали була найважливішою складовою для отримання фінансування.

Нещодавно Стів Матьє здійснив вже робочу поїздку в Україну на КБ «Південне» та Південмаш, щоб побачити, як просуваються роботи з будівництва компонентів для ракети «Циклон-4M». З паном Матьє в цьому візиті також був потенційний ключовий інвестор.

Делегація MLS в кабінеті Генерального директора ДП «КБ «Південне» О.В. Дегтярева

Вся делегація MLS була приємно вражена прогресом робіт та відзначила нове виробниче обладнання, включаючи 3D-принтери та інше, які зараз використовуються для виготовлення деяких компонентів у складі РН «Циклон-4M».

Це означає, що перший комерційний космодром Канади стає вже не тільки цікавою перспективною ідеєю, але вже зроблені і реальні кроки щодо його реалізації!

В основу спільного комерційного українсько-канадського проекту фахівцями КБ «Південне» покладено технічні та конструкторські рішення, які дозволять максимально швидко, з високим рівнем якості, надійності та з конкурентною вартістю вивести на ринок пускових послуг новий РН «Циклон-4М».

БЛОК ПЕРШОГО СТУПЕНЯ РН «ЦИКЛОН-4М»

При створені першого ступеня РН «Циклон-4М» нами використані технології, які вже опробовані часом та успішно реалізовані в таких проектах як «Зеніт» та «Антарес», що зробить нову ракету надійною і екологічно чистою. Перший ступінь дооснащується новим українським двигуном власної розробки КБ «Південне» — РД-874.

РД-874 – це кластерний рідинний ракетний двигун тягою 319тс (на рівні моря), що складається з чотирьох двигунних блоків РД-870, який створений вітчизняними конструкторами на базі перевірених конструктивних рішень. З метою обмеження максимального поздовжнього перевантаження у польоті першого ступеня, конструкторами КБ «Південне» закладено можливість випереджаючого вимкнення двох з чотирьох двигунних блоків РД-870.

Двигунні блоки РД-870 однокамерні. Вони виконані по схемі з допалюванням окисного газу, з турбонасосною системою подачі компонентів палива.

На теперішній час вже завершено ескізне проектування двигуна РД-874 та випущено конструкторську документацію на двигунний блок РД-870.

Стадія впровадження: зараз проводиться комплекс робіт з підготовки до виробництва матеріальної частини для подальшого проведення наземного експериментального відпрацювання окремих елементів двигуна та двигунного блоку в цілому.

БЛОК ДРУГОГО СТУПЕНЯ РН «ЦИКЛОН-4М»

В якості другого ступеня використовується допрацьований третій ступінь РКН «Циклон-4» на високо киплячих компонентах палива.

Блок другого ступеня

У якості маршового двигуна другого ступеня РКП «Циклон-4М» використовується двигун РД-861К номінальною тягою 7916 кгс у вакуумі. Двигун РД-861К двокомпонентний однокамерний рідинний ракетний двигун з турбонасосною системою подачі компонентів палива, виконаний за “відкритою“ схемою зі вдувом генераторного газу у закритичну частину сопла камери двигуна.

Двигун забезпечує багаторазовий запуск (до 5 включень) в польоті. РД-861К виконаний за схемою без допалювання генераторного газу. Робоче тіло турбіни — відновлювальний газ, який виробляється в газогенераторі при згорянні основних компонентів палива.

Двигун РД-861К

Наприкінці серпня 2019 року, відбулися два цикли планових вогневих випробувань третього ступеня ракети-носія середнього класу «Циклон-4», який буде застосовано у якості другого ступеня РН «Циклон-4М».

Конструкція та технічні характеристики двигуна РД-861К передбачають його п’ятиразове увімкнення в умовах космічного простору під час виведення корисного навантаження у цільову точку траєкторії.

Вогневими стендовими випробуваннями була перевірка працездатності пневмогідравлічної системи подачі палива у двигун РД-861К, системи керування вектором тяги та рідинної реактивної системи, роботи безпосередньо двигуна РД-861К, у тому числі і його п’ятиразове увімкнення з різними інтервалами роботи.

Два планові етапи вогневих випробувань пройшли успішно.

Стадія впровадження: завершується наземне експериментальне відпрацювання двигуна.

ГОЛОВНИЙ БЛОК

Головний блок РН «Циклон-4М» це доопрацьована та дооснащена складова частина РН «Циклон-4». В головному обтікачу виключається система термостатування повітрям високого тиску, посилюються фітинги пірозамків кріплення головного обтікача до РН, в перехіднику головного блоку посилюється нижній торцевий шпангоут та застосовується адаптер космічного апарата нової вже власної розробки.

Улітку цього року були проведені випробування відпрацювання системи розділення створок головного обтікача, які також були успішними.

Головний блок РН «Циклон-4М»

Отже, що ж таке ракетно-космічний комплекс «Циклон-4М»:

  • орієнтованість на виведення корисного навантаження на низькі навколоземні орбіти (включаючи сонячно-синхронні, та, у разі потреби, виведення на орбіту Міжнародної космічної станції);
  • можливість запуску як одного, так і декількох космічних апаратів для розгортання їх угруповань;
  • нова двоступенева конструкція ракети, в основу якої покладено елементи та рішення з високим рівнем відпрацювання та надійності;
  • можливість виготовлення ракет-носіїв виключно силами підприємств української кооперації.

ЗАВТРА

КБ «Південне» створює проект на ракетний комплекс в цілому. Окрім самої ракети-носія ми також розробляємо проект наземного комплексу з усією інфраструктурою, що входить до його складу, а саме:

  • зона пускового майданчика;
  • зона монтажно-випробувального комплексу;
  • зона командного пункту.

Рішення щодо практичного втілення проекту та початку будівельних робіт на космодромі біля міста Кансо (провінція Нова Шотландія, Канада) буде ухвалено найближчим часом.

Вже з другого півріччя 2022 року ракетно-космічний комплекс «Циклон-4М» розпочне надавати послуги з доставки корисних вантажів масою до 5000 кг на низьку навколоземну орбіту на висоту 600 км. Очікувана вартість пуску – 45 млн дол. За ті ж кошти планується послуга з доставки вантажів до 3350 кг на сонячно-синхронну орбіту (600-800 км).

РКК «Циклон-4М» є цілком комерційним проектом, який схвально сприйняла світова космічна спільнота.

Завдяки залученню міжнародних коштів для реалізації цього амбітного проекту українські підприємства космічної галузі зможуть отримати нові комерційні контракти, зокрема ДП ВО «ПМЗ» нарешті отримає можливість поступово збільшити завантаження підприємства, починаючи із виготовлення експериментальної матчастини і закінчуючи наступним переходом до серійного виробництва шести-восьми ракет-носіїв щороку! А це вже і відновлення потужностей заводу, і нові робочі місця, і додаткові надходження до бюджету країни, а також новий етап в історії українського космосу.

Джерело: https://www.facebook.com/yuzhnoye/