Зенит 2S

Ракета-носитель "Зенит-2" находится в эксплуатации с 1985 года. Высокоавтоматизированный стартовый комплекс размещается на космодроме Байконур. За годы независимости Украины осуществлено 20 пусков.

Модификация Зенит-2S

РН «Зенит-2S» разрабатывалась ГКБ «Южное» (г. Днепропетровск, Украина) как модификация находившейся в эксплуатации двухступенчатой РН «Зенит-2» с доработками под условия морского старта, установку РБ и блока полезного груза (БПГ), а также для повышения надежности и улучшения энергетических характеристик. БПГ представляет собой новую разработку американской фирмы Boeing, созданную специально для комплекса «Морской старт». РБ ДМ-SL разрабатывался РКК «Энергия» также специально для комплекса «Морской старт» на базе РБ типа ДМ.

РН «Зенит» выполнена по моноблочной двухступенчатой схеме и отличается высоким уровнем энергетических характеристик и конструктивно массового совершенства, высокой плотностью компоновки, безопасностью эксплуатации, что достигается за счет:

  • рациональной компоновочной схемы с минимальными объемами «сухих» отсеков;
  • применения высокоэнергетичной топливной пары;
  • создания уникальных двигателей для I и II ступеней РН;
  • применения для силовых элементов корпуса нового высокопрочного конструкционного материала — нагартованного алюми-ниевого сплава АМГ-6 НПП;
  • широкого внедрения вафельных обечаек в конструкцию корпуса топливных емкостей и «сухих» отсеков;
  • применения передовой технологии про-изводства, базирующейся на широком использовании полуфабрикатов и современных методах изготовления, сборки и контроля качества изделий.

Плотная компоновка узлов и систем на борту РН позволила обеспечить размеры крупногабаритных блоков I и II ступеней в пределах, допустимых для реализации экономичного режима железнодорожной транспортировки с завода-производителя на космодром (без остановки встречного движения габаритных составов).Разработка оригинальной конструкции узлов связи РН с наземным оборудованием, разнесение их по двум уровням (межступенная зона и хвостовой отсек I ступени) и объединение по функциональным признакам позволили упростить и полностью автоматизировать проведение стыковочных работ на пусковом устройстве (ПУ).Принятая схема в сочетании с расстыковкой электропневмокоммуникаций ходом стартующей РН впервые в ракетной технике создала предпосылку к полному отказу от узлов разового действия на стартовом комплексе (СК). Рациональная схема установки РКН на пусковой стол с реализацией режима ее «удержания» при старте в целях заключительного предполетного диагностирования обеспечила повышение надежности выполнения задач пуска.

Наряду с традиционными задачами СУ РН «Зенит-2S» решала ряд новых задач, включая:

  • обеспечение безударного выхода РКН из ПУ путем регулирования ее поперечного смещения на стартовом участке полета;
  • ограничение поперечных нагрузок на конструкцию РКН при движении в плотных слоях атмосферы путем регулирования пространственного угла атаки;
  • обеспечение стабильности энергетических характеристик двигателя РД171 путем реализации алгоритмов связанного регулирования по режиму тяги двигательной установки (ДУ) и системы управления уровнем топлива (СУРТ) с учетом индивидуальных характеристик каждого экземпляра двигателя РД171;
  • современные методы масштабирования и калибровки чувствительных элементов командно-го комплекса позволяют обеспечить высокую точность выведения космического аппарата (КА);
  • применение в СУ методов терминального управления, что в совокупности с разработанными алгоритмами стабилизации РН и управления двигателями позволило обеспечить высокие динамические и точностные характеристики выведения различных типов полезных нагрузок на различные рабочие орбиты;
  • на основе терминальной системы наведения впервые для космического ракетного комплекса решена задача оперативного изменения цели пуска, что существенно повысило эксплуатационные характеристики комплекса. 

К техническим решениям, позволившим исключить присутствие личного состава на ПУ в процессе предстартовой подготовки РН, относятся:

  • автоматическая стыковка электропнев-мокоммуникаций РКН и транспортно-установочного агрегата (ТУА) с системами ПУ, обеспечиваемая оригинальной кабель-мачтой и другими узлами ПУ, использующими электро-разрывные соединители «Бутан» различной комплектации и оригинальные пневморазъемы;
  • автоматическая установка РКН на ПУ обеспечивается за счет разработки оригинальных узлов связи РН, ТУА, ПУ и опорных крон-штейнов ПУ;
  • автоматические стыковка и отстыковка к РН заправочно-сливных коммуникаций;
  • автоматизация регламентных работ на СК после пуска РКН (без использования электрозаправочного макета РКН) с помощью блока функциональных проверок.   

Оригинальная технология работ по стыковке РКН с элементами ПУ обеспечивает дистанционное автоматизированное управление из командного пункта всем процессом подготовки и пуска РКН с момента ее доставки к ПУ.

Управление процессом подготовки и пуска РКН осуществляется автоматизированной системой управления подготовкой РКН и комплексом систем автоматизированного дистанционного управления наземным технологическим оборудованием.Операции по сливу компонентов топлива из баков РН в случае несостоявшегося пуска осуществляются автоматически. При этом для обеспечения безопасности (в случае прохождения команды «Аварийное выключение двигателя» (АВД) в автоматическом режиме (до слива компонентов из баков)) предусмотрена промывка трактов двигателя горючим (промывочный материал — основное горючее из бака Г-1) со сбросом образовавшейся смеси в лоток ПУ. Размеры ПУ в плане предельно минимизированы, что сократило сроки и стоимость ее создания, а также упростило решение вопросов по созданию подвижных частей наземных заправочных коммуникаций и поворотных опорных устройств за счет внедрения нового принципа стабилизации РН на стартовом участке траектории: в начале движения осуществляется стабилизация относительно максимально выступающих элементов хвостовой части РКН, а затем — плавный переход на тра-диционный способ стабилизации РКН относительно центра масс после прохождения РКН габаритных точек ПУ.

Технические решения, направленные на исключение из конструкции узлов разового действия и проведение ремонтно-восстановительных работ на старте:

  • расстыковка электропневморазъемов между бортовой платой РКН и кабель-мачтой ходом стартующей РКН и отвод кабель-мачты от РКН в процессе старта РКН, что в сочетании с оригинальной конструкцией платы кабель-мачты и электропневморазъемов позволило ис-ключить прямое воздействие струи двигателя I ступени на плату кабель-мачты;
  • отвод наземных заправочных коммуникаций в ниши ПУ перед стартом РКН и отвод наземных опорных устройств в ниши ПУ в процессе старта РКН позволили исключить воз-действие на них струи двигателя. Такое схемное решение стало возможным за счет оригинальной компоновки хвостовой части РКН — переноса ее опорных кронштейнов в зону торцевого шпангоута бака горючего I ступени и выполнение корпуса двигательного отсека I ступени меньшего диаметра, чем остальные отсеки РН.

Модернизация системы управления пуском РН

При создании РН «Зенит-2S» на базе РН «Зенит-2» была проведена глубокая модерниза-ция СУ, в т. ч. применена новая навигационная система, обеспечивающая прицеливание гиро-платформы по азимуту методом гирокомпасирования, без привязки к наземным опорным точкам и без использования канала оптической связи. В части приборного состава произведена замена оборудования, функционально входя-щего в навигационную систему: заменена гиро-стабилизированная платформа с целью реализации режима гирокомпасирования, бортовой компьютер «Бисер-2» заменен на обладающий большей производительностью бортовой ком-пьютер «Бисер-3».

Разработчиком и изготовителем систем управления РН «Зенит-2» и «Зенит-2S», в состав которых входит навигационная система, является ФГУП «Научно-производственный центр автоматики и приборостроения им. акад. Н.А. Пилюгина» (НПЦ АП).

Основные доработки РН «Зенит-2S» для использования:

  • применение СУ на базе бортовой цифровой вычислительной машины «Бисер-3», гироплатформы ПВЗ00;
  • модернизация системы контроля температур;
  • доработка системы управления расходом топлива;
  • доработка пневмогидросистемы подачи компонентов топлива;
  • прокладка дополнительных трубопроводов для заправки РБ;
  • исключение трех шар-баллонов из системы наддува бака кислорода «О» I ступени и одного из системы наддува бака горючего «Г» II ступени;
  • установка клапанов нештатного слива горючего;
  • доработка агрегатов автоматики и приборного отсека;
  • установка заглушки, обеспечивающей поддержание баков под давлением во время эксплуатации;
  • введение защитной крышки с электропневмоклапаном управления на дренажном патрубке бака «О» II ступени;
  • усиление нижних обечаек бака «Г» I ступени и силового кольца;
  • усиление корпуса бака «О» II ступени;
  • введение трубопровода для термостатирования БПГ.  

Применение новых навигационных систем в составе СУ РН и СУ РБ позволило в условиях старта с плавучей стартовой платформы обеспечить беспрецедентно высокую точность выведения космических аппаратов (КА).

Дополнительная классификация
Все ракеты-носители, Ракеты-носители среднего класса (от 4 до 15 тонн ПН на НОО)
Дополнительные наименования
# Наименование Тип
1 Zenit 2S Не определено
Характеристики
Наименование
(условие измерения)
Значение/количество Единица измерения Дата
Стоимость пуска
115.77 млн. долл.
Стоимость пуска
(цена на коммерческом рынке)
32.5 млн. долл. 20-05-1997
Стоимость пуска
(цена на коммерческом рынке)
30 млн. долл. 10-09-1998
Стоимость пуска
(цена на коммерческом рынке)
40 млн. долл. 10-09-1998
Масса ПН
(НОО)
13740 кг
Масса ПН
(ССО)
11380 кг
Страна
Международные
Азимуты пусков
51-99 град
Главный обтекатель
Высота
11,2/13,6/15,6 метра
Диаметр
3,9 метра
Точность выведения КА
(на круговую орбиту =200 км)
Наклонение
2 минуты
Орбитальный период
2.5 с
Высота орбиты
3500 метра
Масса полезной нагрузки
(максимальная)
15700 кг
Масса полезной нагрузки
(минимальная)
2000 кг
Количество
(ступеней)
2 шт.
Стартовая масса
460000 кг