РН Ариан-5

Первые проработки по проекту "Ариан-5" были выполнены в 1982 г. В январе 1985 г. на римском совещании министров стран ESA было решено начать подготовительную работу, а в ноябре 1987 г. на аналогичном совещании в Гааге было принято решение о полномасштабной разработке нового носителя. Решение основывалось на прогнозе увеличения массы геостационарных КА и их количества, который в целом оправдался.

В работах участвовали 12 из 14 стран ESA при максимальном финансовом вкладе Франции - 46.2%. Французский Национальный центр космических исследований был назначен головным подрядчиком по проекту, В промышленности роль "архитектора" проекта досталась компании "Aerospatiale". Всего в работе над "Ариан-5" участвовали 240 компаний. "Критический смотр", окончательно утвердивший проект "Ариан-5", состоялся в феврале 1994 г. Первый пуск из Гвианского космического центра (CSG) был выполнен 4 июня 1996 г.

В состав "Ариан-5" входят два 7-секционных твердотопливных ускорителя EAP, центральный блок EPC (ступень Н155) с кислородно-водородным двигателем и вторая ступень EPS с двигателем на долгохранимых компонентах топлива. Стартовая масса "Ариан-5" - 710-740 тонн, высота с коротким головным обтекателем - 51.49 м (меньше, чем у "Ариан-4"). Основные данные ступеней приведены в таблице.

Центральный блок и ускорители разработаны французской "Aerospatiale". Эта базовая часть носителя используется в любом пуске. Изготовление ЕРС ведется в Ле-Мюро под Парижем, а ускорителей ЕАР- частично в Европе, но в значительной части непосредственно во Французской Гвиане. Твердотопливные двигатели разработаны компанией "Europropulsion", а двигатель центрального блока "Vulkain" - компанией SEP.

"Vulkain" является крупнейшим европейским кислородно-водородным двигателем. Двигатель массой 1650 кг развивает тягу от 880 до 1130 кН при давлении в камере сгорания 115 атм.

Двигатель состоит из камеры сгорания, турбонасосов водорода и кислорода и газогенератора, работающего на основных компонентах. ТНА кислорода имеет скорость вращения 13610 об/мин и мощность 3.65 МВт. Давление кислорода на выходе 149 атм, расход 228 кг/с. ТНА водорода имеет скорость вращения 34010 об/мин и мощность 12 МВт, подавая компонент под давлением 163.5 атм с расходом 42.6 кг/с. Газогенератор тепловой мощностью 35 МВт выдает газ с температурой 871.2ºС.

ЕАР содержит твердое топливо, в состав которого входит 68% перхлората алюминия (окислитель), 18% алюминиевого порошка и 14% полибутадиенового связующего, залитое в форме 15-лучевой звезды. Сопло с внешним диаметром 2.8 м смонтировано на гибком подшипнике, обеспечивающем отклонение на 6.5º.

Вторая ступень EPS, отсек системы управления, головной обтекатель и спутник(и) на адаптере(ах) и переходнике составляют головной блок. При пусках на низкую орбиту ступень EPS может отсутствовать. Центральный блок, отсек системы управления и головной обтекатель имеют практически одинаковый диаметр (5.458-5.425 м).

Вторая ступень имеет диаметр 3.96 м и длину 3.3 м и располагается внутри отсека системы управления. Вторая ступень изготавливается германской "Daimler-Benz Aerospace" (DASA). В состав ступени входит двигатель "Aestus" с вытеснительной подачей, который работает на тетраоксиде азота и монометилгидразине. Компоненты топлива хранятся в 4 баках, форма которых образована соединением шара и цилиндра, а гелий для вытеснения компонентов - в двух шар-баллонах под давлением 400 атм.

Отсек системы управления VEB компании "Matra Marconi Space" имеет диаметр 5.46 м, длину 1.56 м и массу 1.46 т. В отсеке находятся два бортовых компьютера и две инерциальные гироплатформы, каждая из которых включает три лазерных гироскопа и 4 акселерометра. Система управления обеспечивает выведение по оптимизированной траектории. Ускорители ЕАР имеют качающиеся сопла для управления по всем трем осям. Качание двигателя "Vulkain" центрального блока обеспечивает управление по тангажу и рысканью. Для управления по крену при работе ступени ЕРС и по трем осям во время работы ступени EPS используется специальная система ориентации SСА. В ее состав входят два бака однокомпонентного топлива - гидразина - и два блока по три управляющих сопла с тягой от 100 до 200 Н, расположенные на внешней поверхности VEB.

Для размещения на РН двух КА используется переходник "Speltra" диаметром 5.375 м и длиной 4.16 или 7.00 м (масса соответственно 704 или 820 кг). Переходники выпускает компания "Dornier", входящая в состав DASA. Один аппарат размещается на адаптере, расположенном под переходником, второй на адаптере на вершине переходника. Масса адаптеров составляет 120-130 кг. Они изготавливаются испанской фирмой САSА или шведской "Saab-Ericsson".

Головной обтекатель "Анапе 5" также спроектирован в двух вариантах - длиной 12.73 или 17.00 м при диаметре 5.425 м. Масса обтекателя составляет соответственно 2.0 или 2.9 тонн. Производство обтекателей осуществляет фирма "Oerikon-Contraves". Под коротким обтекателем имеется место для размещения двух КА диаметром до 4.57 м, причем на нижний приходится 85 м³, а на верхний -115 м³. Длинный обтекатель предназначен для запуска полярной платформы и грузовых пусков по программе МКС.

"Ariane-5'' способна вывести КА массой 18 тонн на низкую околоземную орбиту, а на геопереходную - один аппарат массой 6800 кг или два суммарной массой 5970 кг. "Ariane 5" позволяет запускать два средних или крупных геостационарных спутника в одном пуске, сокращая вдвое затраты в расчете на один аппарат. Один пуск "Ariane 5", по оценкам экспертов, будет стоить около $130 млн.

Дольше всего заняла отработка центрального блока с мощным кислородно-водородным двигателем. Первое огневое испытание двигателя "Vulkain" состоялось в Верноне (Франция) в июле 1990 г., а зачетные (квалификационные) испытания ступени Q1 и Q2 состоялись в СSG только 13 декабря 1995 и 6 января 1996 г. В феврале 1993 г. в CSG было проведено первое огневое испытание усиленного варианта ускорителя ЕАР В1, а 25 июня 1993 г. - первое огневое испытание летного варианта ЕАР М1. Первое длительное испытание опытного экземпляра второй ступени ЕРS на стенде в Лампольдсхаузене состоялось 5 октября 1994 г., а 27 июля 1995г. ступень уже прошла зачетное испытание.

Для подготовки и пуска "Апапе 5" в Куру создан новый комплекс наземных средств, занимающий в общей сложности 21 км . Это площадка ЕLА-3 с зоной пуска ZL, включающей два стартовых стола, Центром управления запуском CDL  N3, зданиями сборки носителя ВIL и заключительной сборки ВАF и соединяющими их железнодорожными путями. Это зона ускорителей, включающая завод UPG по их производству, здание сборки ускорителей BIP и стенд огневых испытаний ВЕАР. Кислородный и водородный заводы являются общими для носителей "Ariane 4" и "Ariane 5". Наконец, это комплекс подготовки полезных грузов ЕРCU, расположенный частично в техническом центре Куру и частично - ближе к старту.

Пуски "Ariane 5" осуществляет французский CNES. Старт безлюдный: за 5 часов до пуска персонал эвакуируется со стартового стола, и все управление ведется из CDL  N3. Для контроля и обеспечения полета используются центр управления "Jupiter 2", полигонные радиолокационные и телеметрические станции "Bretange" в Куру (гора Пэре) и вблизи Кайенны (гора Монтабо), два радиолокатора "Adour" и метеостанция, а также радиолокационная и телеметрическая станция в Натале (Бразилия) и телеметрические станции на о-ве Вознесения (Британия) и в странах Африки - Либревилль (Габон), Малинди (Кения) и Хартебеестхук (ЮАР).

Как и на американском шаттле, двигатель "Vulkain" запускается за 7 секунд до старта (именно этот момент обозначается Н0 и используется для "привязки" всех остальных событий). Старт происходит с включением ускорителей. При первых испытательных пусках, а также два раза в год в период штатной эксплуатации, ускорители, приводнившеся на парашютах в Атлантическом океане в 400 км от места старта, с помощью специального судна будут возвращаться в Порт-Куру и в космический центр для инспекции. Сопла ускорителей и некоторые другие детали будут отправляться в Европу для детального исследования.

Переход на:

Web-master: їВадим Лукашевич 1998-2005
E-mail: buran@buran.ru