Geum.ru

Техническая составляющая космической программы Китая 12

Вид материалаРеферат

Содержание


Раздел 2. Техническая составляющая космической программы Китая
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14

Раздел 2. Техническая составляющая космической программы Китая



В 2001-2005 г. китайская космонавтика набрала темпы, Китай добился новых успехов в этой сфере. Был построен целый ряд опытно-конструкторских и испытательных баз, модернизированы исследовательские, проектные, производственные и испытательные системы, в результате значительно расширились возможности отечественной фундаментальной космической науки и техники, космические технологии поднялись на новый уровень, достигнут прорыв в ряде ключевых технологий, в сфере пилотируемых космических полетов достигнут исторический прогресс, стартовала масштабная программа зондирования Луны, заложена основа системы прикладной космонавтики, значительно расширяется сфера и повышается эффективность космических исследований; важные результаты были получены в ходе научных экспериментов в космосе.

2.1 Ракета-носитель



Основным ракетой-носителем являются ракеты серии «Чанчжэн» (CZ – Великий поход).

«Чанчжен» предсталяет собой семейство двух- и трёхступенчатых ракет-носителей Китайской Народной Республики. Своё название, серия ракет-носителей получила в честь легендарного похода армии китайских коммунистов. Проектирование ракет велось под эгидой Китайской академии технологий ракет-носителей CALT (Chinese Academy of Launch Vehicle Technology, Пекин, 27 тыс сотрудников) и Академии технологии космического полета (Academy of Spaceflight Technology, Шанхай, 30 тыс сотрудников).

За рубежом, ракеты данной серии, как правило обозначаются аббревиатурой LM- (сокращение от Long March) и следующей за ней цифрой обозначающей число ступеней и буквой, говорящей о конкретной модификации РН. В Китайских СМИ принято обозначение CZ- (то есть ChángZhēng), а в России встречается адаптированная к русскому языку запись ВП-, хотя чаще применяется китайский вариант CZ- (например: CZ-2F).

Ракеты первых серий начали запускать в 1970 году. С 2001 по 2005 г. были произведены 24 успешных запуска ракет-носителей серии «CZ» собственной китайской разработки, причем были заметно улучшены их основные технические характеристики и повышена надежность. С октября 1996 г. по конец 2005 г. все 46 запусков ракет-носителей «CZ» увенчались успехом. При разработке ракеты-носителя нового поколения сделан прорыв в решении ключевых технических проблем, успешно разрабатываются ракетные двигатели с тягой 120 и 50 тонн, работающие соответственно на жидком кислородно-керосиновом и водородно-кислородном топливе.

На сегодняшний день в эксплуатации и разработке находятся 6 серий ракет-носителей «Чанчжен».

Для осуществления пилотируемых запусков в КНР использовалась ракета Чанчжэн 2F или CZ-2F, «Великий поход-2F». Всего, по состоянию на начало 2010 года, произведено семь стартов CZ-2F. 15 октября 2003 года ракета-носитель доставила на орбиту первый пилотируемый космический корабль Шэньчжоу-5.

Данная ракета-носитель, как и многие другие модели, является прямым наследником баллистических ракет, которые разрабатывали в Китае.[1] Внешне она мало отличается от базовой модели «Великий поход-2Е», главная модификация заключается в снабжении ракеты-носителя резервными элементами системы безопасности. Также CZ-2F способна нести большую полезную нагрузку благодаря дополнительным разгонным блокам на первой ступени ракеты-носителя.

CZ-2F является первой произведённой в Китае ракетой-носителем, которая была собрана и доставлена до места старта в вертикальном положении.

Для вывода на орбиту спутников на сегодняшний день используется ракета-носитель Чанчжэн 3C или CZ-3C. Имеет три ступени и два навесных разгонных блока с жидкостным ракетным двигателем.

Ракета разработана на базе модели CZ-3B, имеет промежуточные значения показателя полезной нагрузки между CZ-3A и CZ-3B. С 2008 года было осуществлено три успешных пуска данной ракеты и на орбиту были выведены ретрансляционный спутник связи Tianlian-1 и два навигационных спутника серии Beidow.

Первый полет китайской ракеты-носителя новейшего типа "Чанчжэн-5" намечен на 2014 год, в настоящее время интенсивно ведется разработка его первого образца. Как сообщил член ВК НПКСК, секретарь Комитета КПК Китайского научно-исследовательского института ракетной техники Лян Сяохун в интервью корреспонденту агентства Синьхуа, разработка ракеты-носителя "Чанчжэн-5", характеризующегося высоким уровнем надежности, безопасности, адаптивности, невысокой себестоимостью производства, непременно ускорит темпы освоения космической техники Китая и удовлетворит потребности китайского рынка в плане использования космических ресурсов в мирных целях на ближайшие 30-50 лет.

По состоянию на 2009 год, планируется реализовать шесть типов конфигурации ракеты-носителя различного целевого назначения с выводимой массой полезной нагрузки до 25 000 кг на низкую опорную орбиту (НОО) и до 14 000 кг на геостационарную орбиту (ГСО). Первый запуск ракеты-носителя ВП-5 намечен на 2014 год из Центра Запусков Спутников в Вэньчане (англ. Wenchang Satellite Launch Center), на острове Хайнань.

Ведущим разработчиком ракеты-носителя ВП-5 является Лун Лэхао (Long Lehao). Основным назначением ВП-5 будет удовлетворение потребности КНР в выводе грузов на низкую опорную орбиту и геостационарную орбиту в следующие 20-30 лет. Проект был анонсирован в феврале 2001 года с началом развития в 2002 году, первый запуск РН предполагался в 2008 году. Однако финансирование было выделено только в 2007 году, как было сообщено разработчиками проекта в ходе выставки в Дунбэе.

Общая длина "Чанчжэн-5" составляет 60,5 м., стартовой вес - 675 т, стартовая тяга - 835 т, диаметр обтекателя - 5,2 м.

Ключевой элемент программы создания ракет-носителей – создание новых ЖРД. Нынешний парк китайских ЖРД, используемых на боевых ракетах и РН на их основе, составляют двигатели на долгохранимом топливе и кислородно-водородные ЖРД, созданные для верхних ступеней носителей семейства «Великий Поход» (CZ-3). До недавнего времени в Китае «не проявлялись» кислородно-керосиновые двигатели, хотя в СМИ многократно мелькали сообщения о том, что страна прилагала определенные усилия по разработке подобных двигателей и по закупке образцов российских ЖРД, в том числе РД-120 (вторая ступень РН «Зенит»).

С достаточной степенью достоверности можно считать, что в основу китайских ЖРД положены, как правило, советские/российские принципы создания двигателей. Например, их конструкции широко используют как оболочечные паяно-сварные камеры с плоскими смесительными головками, имеющими одно или двухкомпонентные форсунки, так и моноблочные одновальные безредукторные ТНА, а также агрегаты автоматики с пиротехническим или пневматическим приводом. Данные по давлению в камере и удельному импульсу китайских ЖРД показывают, что все эти двигатели выполнены по схеме без дожигания и прошли аналогичный отечественным ЖРД путь развития от многокамерных двигателей с неподвижными камерами небольших (до 300 кН) тяг (типа YF-2) до достаточно мощных, устанавливаемых в шарнирных подвесах однокамерных ЖРД с тягой свыше 700 кН (типа YF-20 или YF-22).

Иностранные специалисты отмечают также достаточно высокий уровень конструкции китайских кислородно-водородных ЖРД. Камеры этих двигателей – стальные, паяно-сварной конструкции. Они имеют щелевые смесительные головки из нержавеющей стали и двухстенные оболочечные корпуса. ТНА – моноблочные, одновальные, с центральным расположением одноступенчатой осевой активной газовой турбины и консольными шнекоцентробежными насосами. Газогенератор – восстановительный; агрегаты автоматики – пневмоуправляемые гелием, многократного срабатывания. ЖРД выполнен по схеме без дожигания и обеспечивает наддув бака горючего РН отработавшим генераторным газом, температура которого снижается путем его разбавления жидким водородом

Несмотря на относительно высокий уровень развития ракетных технологий, ракеты-носители КНР пока уступают российским аналогам по соотношению стартовая масса – масса полезной нагрузки.

Китай пока не имеет ракет носителей тяжёлого класса, аналогичных, например, советско-российской ракете класса «Протон». С одной стороны ракеты серии «Чанчжен-5» призваны заполнить эту нишу, но с другой стороны к 2014 году у России должна быть введены в эксплуатацию ракеты типа «Ангара», среди которых имеется тяжёлая ракета нового поколения «Ангара А5» [9], [10], [11], [14], [38], [39].