Новое семейство ракет-носителей Китая

в 3:11, , рубрики: "Великий поход", китайские ракеты-носители, космонавтика, Научно-популярное, НСРТ, ракеты-носители

Новое семейство ракет-носителей Китая - 1
В минувшую субботу успешно прошел первый пуск китайской ракеты-носителя «Великий поход-7» среднего класса. Это уже вторая ракета нового семейства. А скрытность китайской космонавтики преподнесла нам сюрприз — оказывается, одной из полезных нагрузок этого экспериментального пуска был макет нового пилотируемого космического корабля.

Наведем порядок

Новое семейство ракет-носителей Китая - 2

Под общим названием «Великий поход» (далее они же CZ, Чанчжэн или LM) китайцы объединили самые разные ракеты, поэтому необходимо навести некоторый порядок с обозначениями.
Легкая ракета «Великий поход-1» запустила первый китайский спутник, а версия 1D предлагалась для коммерческих пусков. Клиентов не нашлось, поэтому CZ-1 была запущена всего два раза, а CZ-1D три раза испытывала боеголовки.
«Великий поход-2» является семейством ракет сам по себе. Были разработаны легкие версии -2A,C,D (до трех тонн на низкую орбиту) и средние E (9200 кг на НОО) и F (8400 кг на НОО). CZ-2E уже не летает, а -2F является рабочей лошадкой китайской пилотируемой программы.
«Великий поход-3» это подсемейство ракет-носителей легко-среднего класса, от 5 до 13 тонн на низкую орбиту. Более грузоподъемные варианты B и C используются для вывода спутников на геостационарную орбиту.
«Великий поход-4» в разных вариантах выводит 4-4,2 тонны на низкую орбиту и используется для пусков на полярную орбиту.

Все вышеперечисленные ракеты используют в качестве топливной пары гептил и амил. Гептил (несимметричный диметилгидразин) — это вещество высшего класса опасности, яд, канцероген, мутаген, тератоген и в целом редкостная гадость. Амил (тетраоксид азота) — пакость чуть менее гадкая, ядовит всего лишь как хлор, и от него растения лучше растут. Эти компоненты были удобны для боевых межконтинентальных ракет, потому что могли храниться в жидком виде при комнатной температуре, и ракета могла в любую секунду стартовать. Они также очень удобны в космосе, потому что не требуют специальной теплоизоляции. И если несколько сотен килограмм отравы на разгонном блоке, спутнике, межпланетном аппарате или космическом корабле еще можно пережить, то сотни тонн гептила и амила на первых ступенях ракет-носителей — это по современным представлениям уже перебор. Они также более дорогие, чем кислород и керосин, и требуют для производства специальных заводов, на которых также приходится принимать меры безопасности, чтобы не потравить персонал и живущих в округе. Поэтому, как и в случае с нашим «Протоном», дни этих ракет подходят к концу. А на их место придут более экологически чистые ракеты:

«Великий поход-11» — это новая твердотопливная ракета-носитель легкого класса, впервые полетевшая в 2015 году и имеющая грузоподъемность 700 кг на низкую орбиту.

И, наконец, новое семейство кислородно-керосиновых ракет:
«Великий поход-6» — ракета-носитель легкого класса (одна тонна на полярную орбиту, несколько на низкую околоземную). Впервые полетела в сентябре 2015.
«Великий поход-7» — ракета-носитель среднего класса, 13,5 тонн на низкую орбиту, впервые полетела в субботу.
«Великий поход-5» тяжелая ракета-носитель, 25 тонн на низкую орбиту, первый полет ожидается во второй половине этого года.

Кроме этого известно, что CZ-9 — это проект сверхтяжелой ракеты грузоподъемностью 130 тонн.

А эта диаграмма показывает годы службы каждого типа ракет.

Новое семейство ракет-носителей Китая - 3

Родня по двигателям

Почему эти три ракеты можно отнести к одному семейству? Дело в том, что они используют одни и те же двигатели. С двухтысячных годов Китай разрабатывает технологию жидкостных ракетных двигателей закрытого цикла. В результате были созданы два кислородно-керосиновых двигателя: YF-100 и YF-115.

Новое семейство ракет-носителей Китая - 4

YF-100 — двигатель тягой 136 тонн в вакууме. Говорят, что КБ «Южное» (Украина) в начале 90-х годов продало в Китай документацию на двигатель второй ступени РН «Зенит» РД-120, и на ее основе китайцы стали делать ракетные двигатели замкнутого цикла. Даже если дело было действительно так, YF-100 не является прямой копией, его тяга заметно больше, чем 85 тонн РД-120, а удельный импульс ниже.

Новое семейство ракет-носителей Китая - 5

YF-115 — двигатель тягой 15 тонн, с удельным импульсом 341 секунда, выше, чем YF-100 (335 секунд) и ниже РД-120 (350 секунд).

Использование закрытого цикла, при котором выхлоп из газогенератора подается в камеру сгорания, позволило получить высокие значения удельного импульса, что поставило эти двигатели на хороший мировой уровень. Для сравнения, самый высокий удельный импульс кислородно-керосиновых двигателей у РД-0124 (359 секунд), а удельный импульс Merlin Vacuum на сайте SpaceX указан равным 348 секундам.

«Великий поход-6»

Если на первую ступень поставить один YF-100, на вторую ступень — один YF-115 и добавить третью ступень для вывода полезной нагрузки на солнечно-синхронную орбиту, то мы получим ракету-носитель CZ-6. Небольшая, стартовой массой всего 103 тонны и максимальным диаметром 3,35 м, «Великий поход-6» разработана для простой транспортировки:

Новое семейство ракет-носителей Китая - 6

И несложного обслуживания:

Новое семейство ракет-носителей Китая - 7

15 сентября CZ-6 успешно вывела на солнечно-синхронную орбиту 20 небольших спутников:

Новое семейство ракет-носителей Китая - 8

«Великий поход-7»

Если мы возьмем 2 YF-100 на центральный блок (вторую ступень), добавим четыре боковых блока (первая ступень) с одним YF-100 на каждом, а на третью ступень поставим четыре YF-115, то получится «Великий поход-7». Стартовая масса в 594 тонны позволит поднять на низкую орбиту 13,5 тонн. Максимальный диаметр блока в 3,35 м позволяет легко перевозить ракету автотранспортом от порта:

Новое семейство ракет-носителей Китая - 9

Затем собирать в монтажно-испытательном комплексе и вывозить на старт:

Новое семейство ракет-носителей Китая - 10

Фото субботнего пуска:

Новое семейство ракет-носителей Китая - 11

Видео:

Очень любопытно, что ракета по сути ближе к двухступенчатой. Из видео следует, что вторая ступень сбрасывается всего через 14 секунд после отделения четырех блоков первой ступени, это очень необычно и весьма неэффективно. Может быть, YF-100 не может работать дольше трех минут?

«Великий поход-5»

Ну и, наконец, если мы возьмем первую ступень из четырех блоков с двумя YF-100 на каждом, а на вторую и третью ступень поставим кислородно-водородные двигатели (YF-75 и YF-77), то получится ракета «Великий поход-5» с грузоподъемностью 25 тонн на низкую орбиту. Про нее известно, что вторая и третья ступень будут иметь диаметр 5,2 м, а стартовая масса ракеты оценивается в 867 тонн. Уже есть фото вывоза макета ракеты на старт:

Новое семейство ракет-носителей Китая - 12

Неизвестный корабль

Через двадцать часов после запуска основная полезная нагрузка совершила посадку, и оказалось, что это тестовый аппарат, из которого будут разрабатывать не то грузовой, не то пилотируемый корабль.

Новое семейство ракет-носителей Китая - 13

Новое семейство ракет-носителей Китая - 14

Из-за китайской секретности совершенно непонятно пока, как это называется и как будет дальше испытываться. Судя по размеру, это скорее всего масштабная модель, меньше, чем оригинал. Так же, судя по фото и видео, скорее всего в этом полете на модели не было двигателей мягкой посадки (или иной системы смягчения удара о землю), которая должна быть на полноразмерном корабле.

Заключение

Отдельно стоит упомянуть проскочившую в одном из интервью фразу о том, что в пятилетке 2016-2021 годов ракет этого семейства будет запущено полторы сотни, что дает годовое количество в 30 пусков. В таком случае Китай будет соревноваться за первое место по количеству пусков в год (по этому параметру последние годы лидирует Россия, но США с пусками «новых частников» уже начинают дышать в затылок). Отдельный вопрос — где и какую полезную нагрузку найдет Китай на эти пуски?

Автор: lozga

Источник

Поделиться новостью

* - обязательные к заполнению поля