Василиса▶ Я жду вашего обращения. Что Вы хотите узнать?
Логотип

Раке́та-носи́тель ( РН ), также раке́та косми́ческого назначе́ния ( РКН ) — ракета , предназначенная для выведения полезной нагрузки в космическое пространство .

Иногда термин «ракета-носитель» применяется в расширенном значении: ракета, предназначенная для доставки в заданную точку (в космос либо в отдалённый район Земли) полезной нагрузки — например, искусственных спутников Земли, космических кораблей, ядерных и неядерных боевых блоков. В такой трактовке термин «ракета-носитель» объединяет термины «ракета космического назначения» (РКН) и « межконтинентальная баллистическая ракета » (МБР).

Классификация

В отличие от некоторых горизонтально-стартующих авиационно-космических систем (АКС), ракеты-носители используют вертикальный тип старта и (много реже) воздушный старт .

Количество ступеней

Одноступенчатых ракет-носителей, выводящих полезную нагрузку в космос, до настоящего времени не создано, хотя имеются проекты различной степени проработки ( КОРОНА , HEAT-1X и другие). В некоторых случаях как одноступенчатая может классифицироваться ракета, имеющая в качестве первой ступени воздушный носитель либо использующая в качестве таковой ускорители. Среди баллистических ракет, способных достичь космического пространства, немало одноступенчатых, в том числе и первая баллистическая ракета «Фау-2» ; однако ни одна из них не способна выйти на орбиту искусственного спутника Земли .

Расположение ступеней (компоновка)

Конструктивное исполнение ракет-носителей может быть следующим:

  • продольная компоновка (тандемная), у которой ступени расположены одна за другой и работают в полёте поочерёдно (РН « Зенит-2 », « Протон », « Дельта-4 »);
  • параллельная компоновка (пакетная), при которой несколько блоков, расположенных параллельно и относящихся к разным ступеням, работают в полёте одновременно (РН « Союз »);
    • условно-пакетная компоновка (т. н. полутораступенчатая схема), в которой используются общие топливные баки для всех ступеней, от которых питаются стартовые и маршевые двигатели, запускающиеся и работающие одновременно; по завершении работы стартовых двигателей сбрасываются только они.
    • компоновка "спаржа" (термин введён аэрокосмическим инженером Эдом Кейтом, одним из создателей этой компоновки), в которой используются насосы, перекачивающие топливо из боковых ступеней в центральную. Эта схема использовалась в первоначальном проекте ракеты-носителя Falcon Heavy, от которого впоследствии отказались из-за сложности технической реализации схемы.

Используемые двигатели

В качестве маршевых двигателей могут использоваться:

Масса полезной нагрузки

Классификация ракет по массе полезной нагрузки, выводимой на низкую опорную орбиту , меняется с развитием техники и является достаточно условной :

Класс ракеты-носителя Масса полезной нагрузки на НОО
Сверхлёгкая ракета-носитель До нескольких десятков кг
Лёгкая ракета-носитель До 5 тонн
Ракета-носитель среднего класса От 5 до 20 тонн
Тяжёлая ракета-носитель От 20 до 100 тонн (советская классификация) От 20 до 50 тонн (американская классификация)
Сверхтяжёлая ракета-носитель Свыше 100 тонн

Повторное использование

Наибольшее распространение получили одноразовые многоступенчатые ракеты как пакетной, так и продольной схем. Одноразовые ракеты отличаются высокой надёжностью благодаря максимальному упрощению всех элементов. Следует уточнить, что одноступенчатой ракете для достижения орбитальной скорости теоретически необходимо иметь конечную массу не более 7—10 % от стартовой, что при даже существующих технологиях делает их труднореализуемыми и экономически неэффективными из-за низкой массы полезного груза. В истории мировой космонавтики одноступенчатые ракеты-носители практически не создавались — существовали только т. н. полутораступенчатые модификации (например, американской РН «Атлас» со сбрасываемыми дополнительными стартовыми двигателями). Наличие нескольких ступеней позволяет существенно увеличить отношение массы выводимой полезной нагрузки к начальной массе ракеты. В то же время многоступенчатые ракеты требуют отчуждения территорий для падения промежуточных ступеней.

Ввиду необходимости применения высокоэффективных сложных технологий (прежде всего, в области двигательных установок и теплозащиты), полностью многоразовых ракет-носителей пока не существует, несмотря на постоянный интерес к этой технологии и периодически открывающиеся проекты разработки многоразовых носителей (за период 1990—2000-х годов — такие как ROTON , Kistler K-1 , АКС VentureStar и др.). Частично многоразовой являлась широко использовавшаяся американская многоразовая транспортная космическая система (МТКС)-АКС « Спейс шаттл » («Космический челнок») и закрытая советская программа МТКС « Энергия Буран », разработанная, но так и не использованная в прикладной практике, а также ряд нереализованных бывших (например, «Спираль» , МАКС и др. АКС) и вновь разрабатываемых (например, « Байкал-Ангара ») проектов. Вопреки ожиданиям, «Спейс шаттл» не смог обеспечить снижение стоимости доставки грузов на орбиту; кроме того, пилотируемые МТКС характеризуются сложным и длительным этапом предстартовой подготовки (из-за повышенных требований по надёжности и безопасности при наличии экипажа).

Присутствие человека

Ракеты для пилотируемых полётов должны обладать бо́льшей надёжностью (также на них устанавливается система аварийного спасения ); допустимые перегрузки для них ограничены (обычно не более 3 4,5  g ). При этом сама ракета-носитель является полностью автоматической системой, выводящей в космическое пространство аппарат (космический корабль) с людьми на борту; это могут быть пилоты, способные осуществлять непосредственное управление кораблём, специалисты (инженеры, исследователи, медики), космические туристы .

История

Почтовый конверт, посвящённый первому в мире запуску космического аппарата в сторону Луны

Первым теоретическим проектом ракеты-носителя был « Lunar Rocket », спроектированный Британским межпланетным обществом в 1939 году. Проект представлял собой попытку разработки ракеты-носителя, способной доставить полезный груз на Луну, основанную исключительно на существующих в 1930-х годах технологиях, то есть был первым проектом космической ракеты, не имевшим фантастических допущений. Ввиду начала Второй мировой войны работы по проекту были прерваны и существенного влияния на историю космонавтики он не оказал .

Первой в мире настоящей ракетой-носителем, доставившей в 1957 году груз ( искусственный спутник Земли № 1 ) на орбиту, была советская Р-7 («Спутник») . Далее США и ещё несколько стран стали так называемыми «космическими державами» , начав использовать собственные ракеты-носители, а три страны (а значительно позже также и четвёртая — Китай ) создали РН для пилотируемых полётов.

Самые мощные используемые на данный момент государственные ракеты-носители — это российская РН «Протон-М» , американская РН «Дельта-IV Heavy» и европейская РН «Ариан-5» тяжёлого класса, позволяющие выводить на низкую околоземную орбиту ( 200 км ) 21 25 тонн полезного груза, на ГПО  — 6 10 тонн и на ГСО  — до 3 6 тонн . Самая мощная частная ракета-носитель — это Falcon Heavy от SpaceX — ракета сверхтяжёлого класса по американской классификации.

В прошлом были созданы (в рамках проектов высадки человека на Луну) и более мощные ракеты-носители сверхтяжёлого класса — такие, как американская РН «Сатурн-5» и советская РН «Н-1» , а также, позднее, советская «Энергия» , которые в настоящее время не используются. Соизмеримой мощной ракетной системой была американская МТКС « Спейс шаттл », которую можно было рассматривать как РН сверхтяжёлого класса для вывода пилотируемого корабля 100-тонной массы, или как РН всего лишь тяжёлого класса, для вывода на НОО прочей полезной нагрузки (до 20 30 тонн , в зависимости от орбиты). При этом космический корабль-челнок являлся частью (второй ступенью) многоразовой космической системы, которая могла использоваться только при его наличии — в отличие, например, от советского аналога МТКС « Энергия—Буран ».

Третьей ракетой-носителем сверхтяжелого класса в России станет РН класса «Енисей» , детальный план-график создания которой был подписан в начале января 2019 года. Строительство инфраструктуры под ракету начнётся в 2026 году, первый полёт запланирован на 2028 год с космодрома Восточный. Новая российская сверхтяжелая РН будет выводить на низкую околоземную орбиту более 70 тонн груза и обеспечивать полёты в дальний космос.

См. также

Примечания

  1. Ракета-носитель — статья из Большой советской энциклопедии
  2. Дорнбергер В. «Фау-2». Сверхоружие Третьего Рейха. 1930—1945 = V-2. The Nazi Rocket Weapon / Пер. с англ. И. Е. Полоцка. — М. : Центрполиграф, 2004. — 350 с. — ISBN 5-9524-1444-3 .
  3. Техника. Современная иллюстрированная энциклопедия / Гл. редактор А. П. Горкин. — М. : Росмэн, 2006.
  4. NASA Space Technology Roadmaps-Launch Propulsion Systems, p.11   (недоступная ссылка) : «… Heavy: 20-50t payloads, Super Heavy: >50t payloads»  (англ.)
  5. BIS Lunar Lander
  6. Архивированная копия   (недоступная ссылка) . Дата обращения 1 апреля 2008. Архивировано 22 февраля 2008 года.
  7. Сверхтяжелая российская ракета получила название "Енисей" . ТАСС. Дата обращения 4 января 2019.

Литература

  • Ракеты-носители. Воениздат, 1981.
  • Конструкция и проектирование изделий ракетно-космической техники. Часть 2. Основы проектирования ракет-носителей, электрон. учеб. пособие / В. И. Куренков; Минобрнауки России, Самарский гос. аэрокосмический университет им. С. П. Королева, Самара, 2012

Ссылки

© 2014-2019 ЯВИКС - все права защищены.
Наши контакты/Карта ссылок