Космический ракетный комплекс К11К77

     Последней ракетой-носителем из числа РН первого и второго поколения, создававшихся на базе боевых баллистических ракет, была 11К68. Даже УР-500К разрабатывалась, как отмечалось выше, на базе боевой баллистической ракеты УР-500, хотя надо отметить, что ЛКИ УР-500 проходили по программе ракеты-носителя космических аппаратов серии "Протон".
     В восьмидесятые годы впервые в нашей стране был создан и принят в эксплуатацию космический ракетный комплекс, который с самого начального этапа проектирования разрабатывался исключительно для запуска космических аппаратов. Это космический ракетный комплекс К11К77, созданный головным КБ "Южное" и "Южмашзаводом", совместно со сложившейся кооперацией разработчиков.
     Генеральный конструктор КБ "Южное", а ныне директор ЦНИИМаш академик В.Ф.Уткин следующими словами объяснил необходимость разработки КРК: "Проведённый в семидесятых годах всесторонний анализ перспективной Космической Программы выявил необходимость создания нового высокоэффективного космического ракетного комплекса среднего класса, на долю которого планировалась большая часть запусков космических аппаратов. Таким комплексом явился предложенный нашим предприятием комплекс К11К77".
     13 апреля 1985 года состоялся первый пуск ракеты-носителя, которым начались лётно-конструкторские испытания нового комплекса К11К77.
     Увенчался успехом многолетний коллективный творческий труд большого числа ведущих конструкторских и научно-исследовательских организаций страны.
     Перед разработчиками стояла задача создать КРК, который в отличие от ранее созданных, обеспечивал бы выведение объектов требуемой массы с высокой точностью в широком диапазоне высот и наклонений орбит, включая солнечно-синхронные орбиты, повышение боеготовности и темпов пусков, снижение численности обслуживающего персонала, высокую надёжность, безопасность и экологическую чистоту при эксплуатации.
     Поставленные задачи были успешно решены с широким использованием новых технических достижений по агрегатам и системам ракеты-носителя, технической позиции и стартового комплекса, комплексной автоматизации предпусковых операций, нетоксичных компонентов топлива и двухступенчатой схемы РН.
     Комплекс К11К77 обеспечивает запуски автоматических и пилотируемых КА среднего класса и является базовым для создания других перспективных средств выведения.
     На базе РН 11К77 разрабатывается трёхступенчатая ракета-носитель 11К77В, пакет из четырёх модулей первой ступени вошёл в состав сверхтяжёлого носителя многоразового действия 11К25.
     КРК включает в себя ракеты-носители и все необходимое оборудование и аппаратуру для подготовки и пуска РН в автоматизированном режиме.
     Ракета 11К77 на кислородно-углеродном топливе выполнена по двухступенчатой схеме, имеет общую длину до 57 м, диаметр 3,9 м, стартовую массу 450 т. Для РН 11К77 разработан аэродинамический головной обтекатель, который сбрасывается на активном участке траектории. Он состоит из нескольких секций, что позволяет изменять его длину в зависимости от габаритов устанавливаемых КА.
     Сложность и специфика конструкции, большие габариты ракеты потребовали поднять на новый уровень технологию и культуру производства, используемое оборудование.
     Производственное объединение "Южный машиностроительный завод", возглавляемое А.М.Макаровым, в требуемые сроки освоило технологический цикл производства и изготовления ракеты 11К77.
     Производством освоено изготовление баков сложных торовых форм, обеспечивающих компактность двигательных и топливных отсеков ракеты.
     Заданная прочность конструкции ракеты, при минимальной массе отсеков, обеспечивается применением вафельных оболочек из нагартованного алюминиевого сплава АМг-6НН.
     На заводе внедрено мощное гибочное и сварочное оборудование для работы с заготовками больших размеров для оболочек отсеков. Для фрезерования вафельных оболочек баков используются производительные многошпиндельные станки с программами управления от единого вычислительного центра.
     Особое внимание уделяется повышению чистоты при изготовлении отсеков и сборке ракеты.
     Для первой ступени ракеты изготовлен самый мощный в мире четырёхкамерный ЖРД 11Д520 с тягой на Земле 740 тс, в пустоте 806 тс и удельным импульсом соответственно 307 с и 337 с. Двигатель разработан Конструкторским бюро энергетического машиностроения под руководством Главного конструктора В.П.Радовского.
     При разработке двигателя 11Д520 решена главная проблема - создания турбонасосного агрегата с мощностью 300 тыс. л.с., обеспечивающего подачу в камеру сгорания двух с половиной тонн топлива в секунду с давлением 800 атм.

     Двигательная установка второй ступени состоит из однокамерного жидкостного двигателя 11Д123 с тягой в пустоте 85 тс и удельным импульсом 340 с, разработанного также КБ энергетического машиностроения, и четырёхкамерного рулевого двигателя с тягой в пустоте 8 тс и удельным импульсом 331 с, разработанного КБ "Южное". Рулевой двигатель выполняет одновременно и функции маршевого на участках полёта с малой тягой при выведении космических объектов на высокие орбиты.
     Функционирование двигательной установки в составе ступени ракеты проверялось при стендовых испытаниях, проведенных в НИИ химического машиностроения. Стендовые испытания подтвердили заданные технические характеристики и работоспособность агрегатов и систем двигателей ракеты.
     Система управления комплекса 11К77 разработана Научно-производственным объединением автоматики и приборостроения под руководством Генерального конструктора В.Л.Лапыгина.
     В системе управления использованы новейшие достижения электроники, гироскопической и вычислительной техники. Бортовая часть системы управления на основе вычислительной машины обеспечивает безопасность старта, управление полётом ракеты, пространственный маневр её второй ступени и выведение объектов на заданные орбиты с высокой точностью.
     Наземная часть системы управления также на основе вычислительной машины включает проверочно-пусковой комплекс аппаратуры, используемый на заводе-изготовителе, технической позиции и стартовом комплексе.
     Собранные блоки ускорителей ступеней ракеты проходят на контрольно-испытательной станции завода всесторонние проверки с использованием автоматизированной аппаратуры.
Проверенные блоки ступеней ракеты и головной обтекатель загружаются в железнодорожные секции в составе трёх специальных платформ и направляются на техническую позицию космического ракетного комплекса. Транспортировка ракеты при этом производится без остановки встречного движения габаритных составов и без ограничения скорости.
     Техническая и стартовая позиции для ракеты-носителя 11К77 разработаны Конструкторским бюро транспортного машиностроения, возглавлявшимся Главным конструктором В.Н.Соловьевым.
     Прибывшие в вагонах блоки ступеней и головной обтекатель, проверенные и принятые войсковой частью, хранятся поблочно в хранилище технической позиции. При нахождении ракеты-носителя 11К77 в состоянии готовности N3 техническая позиция 11П577 и стартовая позиция 11П877 находятся в режиме "готовности к применению".
     Затем в хранилище технической позиции полностью собранная ракета-носитель подвергается электро- и пневмоиспытаниям в автоматическом режиме и готова к транспортировке в монтажно-испытательный комплекс для стыковки с космическим аппаратом и головным обтекателем или с космической головной частью. При нахождении ракеты в готовности N2 техническая и стартовая позиции по-прежнему находятся в состоянии "готовности к применению".
Для хранения на технической позиции в готовностях NN 2 и 3 ракета-носитель перегружается на ангарную платформу, имеющую средства для поддержания влажностного режима.
     При переводе в готовность N1 ракета перегружается на транспортно-установочный агрегат, созданный специально для К11К77, и транспортируется в пристартовое хранилище стартового комплекса.
     Стартовый комплекс включает в себя две пусковые установки, работы на нем полностью автоматизированы.
     Командный пункт оснащен автоматизированной системой управления подготовкой и пуском, построенной на основе проверочно-пусковой аппаратуры вычислительной машины. Эта система обеспечивает автоматизацию процесса заправки ракеты топливом и всех других процессов предстартовой подготовки.
     Пуск ракеты-носителя из готовности N1 осуществляется в автоматическом режиме. Время пуска включает транспортировку ракеты из пристартового хранилища к пусковой установке и составляет 90 мин.
     При подходе транспортно-установочного агрегата к пусковой установке автоматически стыкуется кабель-мачта с бортовой платой ракеты и коммуникациями и агрегатами наземных систем пусковой установки.
     Наблюдение за подготовкой ракеты-носителя к пуску осуществляется с командного пункта с помощью телеаппаратуры.
     После подъёма ракеты-носителя в вертикальное положение на элементы пусковой установки из них выдвигаются опорные кронштейны, снабженные средствами надёжного удержания ракеты на пусковой установке. Ракета освобождается от нижних узлов крепления с транспортно-установочным агрегатом и опускается на опорные кронштейны.
     В процессе предстартовой подготовки ракеты-носителя на пусковой установке производится термостатирование её отсеков.
Автоматизация комплекса обеспечивает уменьшение численности личного состава, повышает его безопасность при подготовке ракеты-носителя к пуску.
     Подстыковка и отстыковка заправочных коммуникаций, размещенных на хвостовом отсеке ракеты-носителя, осуществляется дистанционно как при заправке, так и при сливе компонентов ракетного топлива.
     При "Норме" исходного состояния систем ракеты-носителя, её прицеливания производится скоростная заправка кислородом, горючим РГ-1 и сжатыми газами.
     После заправки ракеты транспортно-установочный агрегат отводится от пусковой установки.
     На 90-й минуте нахождения ракеты-носителя и стартового комплекса в готовности N1 предстартовая подготовка заканчивается. Ракета-носитель готова к пуску, осуществляется её пуск.
     Благодаря отсутствию в составе стартового комплекса узлов разового действия, почти сразу же после пуска он готов к приему очередной ракеты. Высокая готовность обеспечивается отсутствием в стартовом комплексе элементов разового действия.
     После пуска проводятся функциональные проверки специальным агрегатом, стыкуемым с кабель-мачтой пусковой установки. Очередная ракета-носитель отправляется на пусковую установку.
     Сочетание оптимальной конструкции ракеты-носителя с мощными двигателями на высокоэнергетическом топливе позволяет обеспечить запуск автоматических и пилотируемых объектов на круговые орбиты в полярном направлении высотой 200 км массой до 12 т, на такие же орбиты, но с наклонением до 51⁰, - массой 13,7 т. Для запусков КА на более высокие орбиты применяется схема выведения с длительной работой (до 900 с) рулевого двигателя второй ступени.
     Запуски космических объектов производятся на орбиты с несколькими базовыми наклонениями, и по трассам запусков отчуждается из хозяйственного пользования определенная часть территории для падения отделяющихся частей ракеты.
     Новая ракета-носитель, благодаря применению маневра на траектории полёта второй ступени, позволяет значительно расширить диапазон наклонений и реализуемых орбит, включая солнечно-синхронные орбиты, без отчуждения дополнительных районов для падения отделяющихся частей.
     Благодаря универсальности, высокие тактико-эксплуатационные свойства комплекса К11К77 обеспечивают развертывание и поддержание высокой боеспособности спутниковых систем, эффективности радиотехнической и оптико-электронной разведки для контроля потенциала и возможных агрессивных действий вероятного противника, а также решение других перспективных задач в космосе, требующих оперативного восполнения орбитальных группировок космических аппаратов.

Смотри также "РН Зенит" в мемуарах Бориса Ивановича Губанова.

Далее...