АМЕРИКАНСКИЕ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛИ СЕМЕЙСТВА ФАЛКОН
«ЗАРУБЕЖНОЕ ВОЕННОЕ ОБОЗРЕНИЕ» №8.2005г. (стр. 38-40)
Военно-воздушные силы
АМЕРИКАНСКИЕ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛИ СЕМЕЙСТВА «ФАЛКОН»
Майор Ю. ТРОФИМОВ
С середины 2002 года в США ведется разработка семейства низкостоимостных ракет-носителей (РН) семейства «Фалкон».
Двухступенчатая ракета-носитель «Фалкон-1» (рис.1) легкого класса предназначена для вывода полезной нагрузки массой 670, 580 и 430 кг на низкие околоземные, солнечно-синхронные и переходные к геостационарной орбиты соответственно. Стартовая масса ракеты составляет 27 т, длина -21м, длина и максимальный диаметр переднего отсека - 3 и 1,52 м соответственно. Пуск оценивается в 6 млн долларов, что в 3-4 раза ниже, чем для носителя воздушного базирования типа «Пегас».
В РН «Фалкон-1» использован ряд новых технологий, позволивших уменьшить ее массу, сохранив при этом прочность конструкции. Каждая ступень оснащена одним жидкостным ракетным двигателем (ЖРД). Оба двигателя работают на керосине и жидком кислороде. Баки ЖРД изготовлены из легкого сплава на основе алюминия и лития, причем в первой ступени окислитель и горючее находятся в одном топливном баке с внутренней перегородкой. Для разделения ступеней применяются разрывные болты с резервированным инициированием, а также пневматический толкатель.
ЖРД «Мерлин» первой ступени носителя (рис. 2А) выполнен по схеме, которая, как утверждают американские специалисты применялась в программе «Аполло» для посадочного лунного модуля. Подачу компонентов топлива в форсунки камеры сгорания обеспечивают два компрессора турбонасосного агрегата (ТНА) массой 67,5 кг, который выполнен по схеме открытого типа. Керосин с выхода ТНА под высоким давлением используется в гидравлическом силовом приводе системы управления вектором тяги по каналам рыскания и тангажа. Для управления РН по каналу вращения применяются микродвигатели, на которые подается часть газовой смеси с выхода турбины ТНА. Основные характеристики ЖРД «Мерлин» приведены ниже.
В РН «Фалкон-1» предусмотрено многократное использование первой ступени. На высоте около 90 км осуществляется ее отделение и спуск в океан на парашюте диаметром 21 м. Парашютная система аналогична системе для возвращения твердотопливных ускорителей космического корабля «Шаттл».
Во второй ступени РН установлен жидкостный ракетный двигатель многократного включения «Кестрел» (рис. 2Б). Топливо в его камеру сгорания подается из баков без использования ТНА, под давлением, которое создается системой наддува. Сопло двигателя изготовлено из высокопрочного сплава на основе ниобия. Камера сгорания и горловина сопла охлаждаются сжатым гелием через титановый теплообменник. ЖРД оснащен электромеханической системой управления вектором тяги по каналам рыскания и тангажа.
Управление по каналу вращения обеспечивается однокомпонентными двигателями малой тяги на сжатом гелии. Топливо размещено в баке, выполненном из композиционных материалов и покрытом термостойкой оболочкой на основе никелевого сплава. Основные характеристики ЖРД «Кестрел» приведены ниже.
В марте 2004 года в испытательном центре успешно проведены огневые испытания ЖРД обеих ступеней РН «Фалкон-1». Ее производство налажено на предприятии фирмы «Спейс эксплорейшн текнолоджи» в г. Эль-Сегундо (штат Калифорния). Первый пуск данной ракеты может быть проведен во второй половине 2005 года. Носитель должен вывести на низкую околоземную орбиту (высота 500 км, наклонение 64°) экспериментальный спутник «Таксат-1» для съемки земной поверхности.
Циклограмма полета РН «Фалкон-1» представлена в таблице.
Двухступенчатая ракета-носитель «Фалкон-5» среднего класса предназначена для вывода полезной нагрузки массой 4 200,3 000 и 1 250 кг на низкие околоземные, солнечно-синхронные и переходные к геостационарной орбиты соответственно. Стартовая масса ракеты 129,7 т, длина 29 м, длина и максимальный диаметр переднего отсека 6 и 3,05 м соответственно. Стоимость пуска РН «Фалкон-5» составляет 12 млн долларов.
В первой ступени этой ракеты используются пять ЖРД «Мерлин», а во второй - два ЖРД «Кестрел». Для защиты двигателей от повреждения (в случае взрыва одного из них) установлены кевларовые перегородки.
В конце 2005 года планируется осуществить первый пуск РН «Фалкон-5», а в 2006-м - ее модифицированной версии - «Фалкон-5Х». Последняя предназначена для вывода полезной нагрузки массой 10 000 кг и 5 000 кг на низкие околоземные и переходные к геостационарной орбиты соответственно. РН «Фалкон-5Х» во второй ступени будет содержать кислородно-водородный двигатель многократного включения типа RL-10.
