Термостатирование сверхмощных ракет «ПРОТОН»

Аннотация

В 1962 г. было положено начало проектированию ракетного комплекса ракеты-носителя тяжелого класса УР-500, позже получившей название «Протон», а так же стартового и технического комплексов для нее.

Полный текст

Первоначально ракета разрабатывалась не только как космическая, но и как мощная боевая баллистическая ракета в двухступенчатом варианте. Однако задание было вскоре изменено и ракета «Протон» была создана исключительно как носитель космических аппаратов в трехступенчатом варианте. Одновременно была разработана, изготовлена и смонтирована первая система 8Г212 для термостатирования компонентов топлива.

Первой научно-исследовательской станцией, успешно выведенной 16 июля 1965 г. в космическое пространство при помощи ракеты-носителя «Протон» (8К82), был тяжелый спутник «Протон-1», предназначенный для многостороннего изучения космического пространства.

Вслед за ним последовали запуски нескольких аналогичных ИСЗ: 2 ноября 1965 г. - «Протона-2»; 6 июля 1966 г. - «Протона-3». 10 марта 1967 г. был произведен первый пуск «Протона» в двухступенчатом варианте с доработанного стартового комплекса РН УР-500К, обеспечивший вывод на орбиту космического корабля «Космос-146».

Под новую мощную ракету-носитель «Протон» на космодроме потребовалось создать уникальные стартовый и технический комплексы. В проектировании холодильных центров активное участие принимал отдел, руководимый Н.И.Ильиной. Все работы по подготовке ракет к пуску на старте производились с участием специалистов ВНИИхолодмаша, обеспечивавших работоспособность систем термостатирования. Значительная часть оборудования системы термостатирования размещена на подвижном агрегате и обеспечивает стыковку холодильного центра с подвижным агрегатом и стыковку системы термостатирования с разгонным блоком.

Стартовые комплексы, разработанные конструкторским бюро общего назначения под руководством академика В. П.Бармина, в процессе освоения неоднократно дорабатывались, а исходя из новых требований ВНИ- Ихолодмашем дорабатывались и системы термостатирования.

Все основные процессы подготовки к пуску, в том числе пристыковка коммуникаций, заправка компоне тами топлива, газоснабжение, термостатирование, газовый контроль, слив компонентов топлива в случае не- состоявшегося пуска, осуществлялись на стартовом комплексе в автоматическом режиме или дистанционно, без непосредственного участия людей на старте.

В 1974 г. был произведен первый запуск спутника «Космос-637» на стационарную околоземную орбиту, который обеспечивали уже три системы термостатирования:

• компонентов топлива ракеты (окислителя и горючего) - 8Г212; аппаратуры разгонного блока - 11Г323;
• космического аппарата - 11Г332.

Время проведения всех стартовых операций по подготовке ракеты-носителя «Протон» к запуску на стартовом комплексе составило 5-6 сут, в течение которых системы термостатирования обеспечивали требуемые температурные режимы по качественным и количественным параметрам.

В 1978 г. на космодроме «Байконур» был введен в эксплуатацию второй стартовый комплекс с двумя пусковыми установками для запусков ракеты-носителя «Протон». Системы термостатирования комплекса были разработаны при непосредственном участии ВНИИхолодмаша и изготовлены на московском заводе «Компрессор».

Создание нового стартового комплекса было обусловлено прежде всего необходимостью освоения и использования геостационарной орбиты Земли для развития космической связи и непосредственного телевизионного вещания из космоса, а также требованиями повышения обороноспособности страны.

По состоянию на 1999 г. с этих двух стартовых комплексов осуществлено более 260 успешных запусков ракеты-носителя «Протон» с космическими аппаратами различного назначения - долговременными орбитальными станциями «Салют» и «Мир», «Квант», «Квант-2», «Кристалл», «Спектр», спутниками телевидения, связи, а также космическими аппаратами для исследования дальнего космоса - Луны, Марса, Венеры.

С середины 90-х годов с этих стартовых комплексов начались коммерческие запуски, обеспечивающие выполнение различных технических программ разных стран. Под коммерческие запуски в зависимости от требований заказчика системы термостатирования «Протон» постоянно дорабатывались. Значительные доработки были проведены под программу «Иридиум», в частности, была предусмотрена автономная система термостатирования 11Г323 подачи охлажденного воздуха (см. таблицу).

Требования к системе 11Г323 по термостатированию потребителей

Параметры	Потребители
	Панамсат-5, Азиасат-3, Астра-2А	Иридиум
		Общее термостатирование	Термостатирован 1 АБ
Рабочее тело	Воздух	Воздух	Воздух
Параметры воздуха: температура, °C погрешность расход, м’/ч	0...40 ±2 5000... 15000	10...30 ±2 10000	10,5 ±2 600 кг/1
Время прекращения термостатирования перед пуском, мин	90	90	90
Время восстановления термостатирования после отмены пуска, мин	120	120	120
Относительная влажность воздуха при 10 °C на входе в КГЧ, %	Не более 50	50	30...50
Максимально допустимое количество механических загряз­нений в воздухе на входе в КГЧ: размером 0,5 мкм, шт/л размером 5 мкм, шт/л	3000 20	3000 20	3000 20
Число Б PC подачи воздуха, шт.		1	1
Отметка площади обслуживания БPC, мм	38300	38300	43850

Более чем 30-летняя эксплуатация этих комплексов подтвердила правильность принятых конструкторских решений и долговечность их работы. Все эти годы системы термостатирования успешно обеспечивали работоспособность стартов.

По мнению отечественных и зарубежных специалистов, ракета-носитель «Протон» и наземное оборудование до настоящего времени являются одними из самых надежных в мире. Это подтвердилось и двумя запусками, осуществленными в начале июля 2000 г. Особое место, занимает успешный запуск космического корабля «Заря» 12 июля 2000 г.