Menarik dan informatif: panggung atas "Breeze-M. Tahap atas "Breeze-M

Dari semua parameter orbit, di sini kita akan tertarik pada tiga parameter: ketinggian periapsis (untuk Bumi - perigee), ketinggian apocenter (untuk Bumi - apogee) dan kemiringan:

  • Ketinggian apocenter adalah ketinggian titik tertinggi orbit, dilambangkan sebagai Ha.
  • Ketinggian periapsis adalah ketinggian titik terendah orbit, dilambangkan dengan Hp.
  • Inklinasi orbit adalah sudut antara bidang orbit dan bidang yang melewati ekuator Bumi (dalam kasus kami, orbit mengelilingi Bumi), dilambangkan sebagai saya.

Orbit geostasioner adalah orbit melingkar dengan ketinggian periapsis dan apoapsis 35.786 km di atas permukaan laut dan kemiringan 0 derajat. Dengan demikian, tugas kita dibagi menjadi beberapa tahap berikut: memasuki orbit Bumi rendah, menaikkan apocenter ke 35.700 km, mengubah kemiringan ke 0 derajat, menaikkan periapsis ke 35.700 km. Lebih menguntungkan untuk mengubah kemiringan orbit di apocenter, karena semakin sedikit kecepatan satelit, dan semakin rendah kecepatannya, semakin sedikit delta-V yang harus diterapkan untuk mengubahnya. Salah satu trik mekanika orbital adalah terkadang lebih bermanfaat untuk menaikkan apoapsis jauh lebih tinggi dari yang diinginkan, mengubah kemiringan di sana, dan kemudian menurunkan apoapsis ke yang diinginkan. Biaya menaikkan dan menurunkan apocenter di atas yang diinginkan + perubahan kemiringan mungkin lebih kecil daripada perubahan kemiringan pada ketinggian apocenter yang diinginkan.

rencana penerbangan

Dalam skenario Briz-M, Sirius-4, satelit komunikasi Swedia yang diluncurkan pada 2007, akan ditampilkan. Selama beberapa tahun terakhir, mereka telah berhasil mengganti namanya, sekarang menjadi "Astra-4A". Rencana peluncuran adalah sebagai berikut:


Jelas bahwa ketika kita pergi ke orbit secara manual, kita kehilangan keakuratan robot yang melakukan perhitungan balistik, sehingga parameter penerbangan kita akan memiliki kesalahan yang agak besar, tetapi ini tidak menakutkan.

Tahap 1. Akses ke orbit referensi

Tahap 1 membutuhkan waktu dari peluncuran program untuk mencapai orbit melingkar dengan ketinggian sekitar 170 km dan kemiringan 51 derajat (warisan berat garis lintang Baikonur, jika diluncurkan dari khatulistiwa, itu akan langsung menjadi 0 derajat).
Skenario Proton LV / Proton M / Proton M - Angin M (Sirius 4)

Dari memuat simulator hingga memisahkan RB dari tahap ketiga, Anda dapat mengagumi pemandangan - semuanya dilakukan dengan otomatisasi. Kecuali jika perlu mengalihkan fokus kamera ke roket dari tampilan darat (tekan F2 hingga nilai kiri-atas arah mutlak atau bingkai global).
Dalam proses penetasan, saya sarankan untuk beralih ke tampilan "dalam" dengan F1 mempersiapkan apa yang akan datang:


Omong-omong, di Orbiter Anda dapat mengaktifkan jeda dengan ctrl-p, Anda mungkin merasa berguna.
Beberapa penjelasan tentang nilai-nilai indikator yang penting bagi kami:


Setelah pemisahan tahap ketiga, kita menemukan diri kita dalam orbit terbuka dengan ancaman jatuh ke Samudra Pasifik jika kita bertindak lambat atau salah. Untuk menghindari nasib yang menyedihkan seperti itu, kita harus memasuki orbit referensi, di mana kita harus:

  1. Hentikan rotasi blok dengan menekan tombol Nomor 5. disebut. Mode KillRot (menghentikan rotasi). Setelah memperbaiki posisi, mode dimatikan secara otomatis.
  2. Beralih tampilan belakang ke tampilan depan dengan tombol C.
  3. Alihkan indikator kaca depan ke mode orbital (Orbit Earth di atas) dengan menekan tombol H.
  4. Kunci Nomor 2(naikkan) Nomor 8(Menolak) Nomor 1(belok kiri) Nomor 3(belok kanan) Nomor 4(berguling ke kiri) Nomor 6(berguling ke kanan) dan Nomor 5(rotation stop) putar balok ke arah perjalanan dengan sudut pitch kira-kira 22 derajat dan perbaiki posisinya.
  5. Prosedur start engine start (pertama Nomor + lalu, tanpa melepaskan, ctrl).

Jika Anda melakukan semuanya dengan benar, gambarnya akan menjadi seperti ini:


Setelah menghidupkan mesin:

  1. Buat rotasi yang akan memperbaiki sudut pitch (beberapa klik Angka 8 dan sudut tidak akan berubah secara nyata).
  2. Selama pengoperasian mesin, pertahankan sudut pitch pada kisaran 25-30 derajat.
  3. Ketika nilai periapsis dan apoapsis berada di kisaran 160-170 km, matikan mesin dengan tombol Nomor *.

Jika semuanya berjalan dengan baik, itu akan menjadi seperti:


Bagian yang paling gugup sudah berakhir, kita berada di orbit, tidak ada tempat untuk jatuh.

Tahap 2. Memasuki orbit menengah

Karena rasio thrust-to-weight yang rendah, apocenter hingga 35.700 km harus dinaikkan dalam dua tahap. Tahap pertama adalah masuk ke orbit menengah dengan apocenter ~5000 km. Kekhususan masalahnya adalah perlu dipercepat agar apocenter tidak menjadi jauh dari ekuator, yaitu. harus dipercepat secara simetris terhadap ekuator. Proyeksi skema peluncuran di peta Bumi akan membantu kami dalam hal ini:


Gambar untuk Turksat 4A yang baru saja diluncurkan, tetapi itu tidak masalah.
Bersiap untuk memasuki orbit menengah:

  1. Alihkan tampilan multifungsi kiri ke mode peta ( Shift Kiri F1, Shift Kiri M).
  2. R, pelan-pelan 10 kali T) tunggu sampai terbang di atas Amerika Selatan.
  3. Arahkan balok ke posisi prograde (hidung ke arah gerakan). Anda dapat menekan tombol [ sehingga otomatisasi melakukan ini, tetapi di sini tidak terlalu efektif, lebih baik melakukannya secara manual.
  4. Berikan balok rotasi ke bawah untuk mempertahankan posisi prograd

Seharusnya berubah menjadi seperti:


Di daerah lintang 27 derajat, Anda perlu menyalakan mesin, dan, memegang posisi prograd, terbang hingga mencapai titik puncak 5000 km. Anda dapat mengaktifkan akselerasi 10x. Setelah mencapai apocenter 5000 km, matikan mesin.

Musik menurut saya sangat cocok untuk akselerasi di orbit

Jika semuanya berjalan dengan baik, kami mendapatkan sesuatu seperti:

Tahap 3. Memasuki orbit transfer

Sangat mirip dengan tahap 2:

  1. Dengan bantuan akselerasi waktu (mempercepat 10 kali R, pelan-pelan 10 kali T, Anda dapat dengan aman berakselerasi ke 100x, saya tidak menyarankan 1000x) tunggu sampai terbang di atas Amerika Selatan.
  2. Arahkan balok ke posisi prograde (hidung ke arah gerakan).
  3. Berikan balok rotasi ke bawah untuk mempertahankan posisi prograde.
  4. Di daerah lintang 27 derajat, Anda perlu menyalakan mesin, dan, dengan memegang posisi prograd, terbang hingga mencapai titik puncak 35.700 km. Anda dapat mengaktifkan akselerasi 10x.
  5. Ketika tangki bahan bakar eksternal kehabisan bahan bakar, reset dengan menekan D. Nyalakan mesin lagi.


Menyetel ulang tangki bahan bakar, pekerjaan mesin deposisi terlihat


Hasil. Harap dicatat bahwa saya bergegas mematikan mesin, apocenter adalah 34,7 ribu km. Itu tidak menakutkan, untuk kemurnian percobaan, biarkan seperti itu.


Pemandangan indah

Tahap 4. Mengubah kemiringan orbit

Jika Anda melakukan semuanya dengan kesalahan kecil, maka apocenter akan berada di dekat khatulistiwa. Prosedur:

  1. Percepatan waktu hingga 1000x, tunggu hingga mendekati garis khatulistiwa.
  2. Arahkan balok tegak lurus terhadap penerbangan, ke atas jika dilihat dari sisi luar orbit. Untuk ini, mode Nml + otomatis cocok, yang diaktifkan dengan menekan tombol ; (dia adalah dengan baik)
  3. Nyalakan mesin.
  4. Jika ada sisa bahan bakar setelah manuver tilt reset, Anda bisa menghabiskannya untuk menaikkan periapsis.
  5. Setelah kehabisan bahan bakar dengan tombol J pisahkan satelitnya, buka panel surya dan antenanya Alt-A, Alt-S


Posisi awal sebelum manuver


Setelah manuver

Tahap 5. Peluncuran independen satelit ke GSO

Satelit memiliki mesin yang dapat digunakan untuk menaikkan periapsis. Untuk melakukan ini, di area periapsis, kami mengarahkan satelit secara bertahap dan menyalakan mesin. Mesinnya lemah, perlu diulang beberapa kali. Jika Anda melakukan semuanya dengan benar, satelit masih akan memiliki sekitar 20% bahan bakar yang tersisa untuk memperbaiki gangguan orbit. Pada kenyataannya, pengaruh Bulan dan faktor-faktor lain mengarah pada fakta bahwa orbit satelit terdistorsi, dan Anda harus menghabiskan bahan bakar untuk mempertahankan parameter yang diperlukan.
Jika semuanya berhasil untuk Anda, gambarnya akan menjadi seperti ini:

Nah, ilustrasi kecil fakta bahwa satelit GSO terletak di atas satu tempat di Bumi:

Skema peluncuran Turksat 4A, untuk perbandingan



Tahap atas "Breeze-M" dirancang untuk meningkatkan kemampuan kendaraan peluncuran berat seperti "Angara A5", "Proton-K",
"Proton-M" baik dalam hal massa muatan yang diluncurkan di berbagai orbit, dan dalam hal volume zona muatan yang disediakan.

Tahap atas "Breeze-M" memiliki tata letak yang ringkas. Ini terdiri dari blok pusat dan blok tambahan tangki bahan bakar toroidal yang dapat dibuang di sekitarnya.

Gambar 1 - Skema peluncuran pesawat luar angkasa dengan bantuan peluncur roket Breeze-M

Mesin roket cair penopang 14D30 dipasang di ceruk di dalam tangki bahan bakar unit pusat dan memiliki kemampuan untuk dinyalakan beberapa kali. Mesin roket propelan cair berdaya dorong rendah yang beroperasi pada komponen propelan yang sama dengan mesin pendukung memastikan orientasi dan stabilisasi peluncur roket di bagian pasif penerbangan otonom, serta sedimentasi bahan bakar di tangki selama peluncuran berulang kali. mesin penopang.

Dipasang di kompartemen instrumen yang terletak di bagian atas unit pusat, sistem kontrol inersia mengontrol penerbangan tahap atas dan sistem onboardnya. Tahap atas Breeze-M juga dilengkapi dengan sistem catu daya dan peralatan untuk mengumpulkan informasi telemetri dan pengukuran lintasan eksternal.

Peluncuran pesawat ruang angkasa dilakukan dengan bantuan tahap atas (RB) "Breeze-M". Untuk mengoptimalkan biaya energi, skema untuk penerbangan peluncur roket ke orbit target dengan lima inklusi dari mesin penopang (MD) dengan ukuran berbeda diusulkan.

blok balap.

Aktivasi pertama MD RB dilakukan 93 detik setelah pemisahan dari kendaraan peluncuran, sebagai akibatnya unit orbital (OB) memasuki orbit referensi.

Aktivasi DM kedua dilakukan di area node orbit referensi dan memastikan pembentukan orbit perantara, di mana aktivasi DM ketiga dan keempat dilakukan melalui orbit, sebagai hasil dari mana unit orbital diluncurkan ke orbit transfer. Dalam jeda antara inklusi ketiga dan keempat dari DM, tangki bahan bakar tambahan (FTB) dari tahap atas diatur ulang. Pengaktifan MD keempat dilakukan 125 detik setelah pengaktifan MD ketiga berakhir. Penerbangan dalam transfer dan orbit menengah dilakukan dengan OB berputar-putar di sekitar sumbu longitudinal.

Gambar 2 - RB "Breeze-M" pada pengujian di MIK

Karakteristik utama dari RB "Breeze-M":

Dimensi keseluruhan, m:

Panjang, m 2 654

Diameter, m 4

Berat kering, m 2 665

Komponen bahan bakar:

Zat pengoksidasi: Nitrogen tetroksida

Bahan Bakar: UDMH

Massa bahan bakar yang terisi, kg

Pengoksidasi: 13 26

Bahan Bakar: 6660

Mesin berbaris: 14D30

Gaya dorong, kN 20

Impuls dorong spesifik, N*s/kg 3255


Aktivasi kelima RM RB memperbaiki OB di orbit target dan dilakukan di wilayah apogee orbit transfer.

Sebelum pemisahan pesawat ruang angkasa, unit orbital diputar ke posisi pemisahan pesawat ruang angkasa, yang ditentukan oleh persyaratan pelanggan. Pemisahan pesawat ruang angkasa dilakukan 700 detik setelah MD dimatikan di orbit target.

Pecahnya ikatan mekanis antara pesawat ruang angkasa dan RB selama proses pemisahan dilakukan pada sambungan antara pesawat ruang angkasa dan sistem transisi. Setelah pita pengikat putus, pesawat ruang angkasa ditolak dari RB dengan bantuan pendorong pegas dengan kecepatan relatif 0,75 m/s.

Setelah pemisahan pesawat ruang angkasa dan sesi pengukuran parameter orbit, tahap atas dipindahkan dari area kerja pesawat ruang angkasa dan dipindahkan ke keadaan aman (tekanan dilepaskan dari semua tangki).

Total durasi peluncuran dari saat peluncuran kendaraan peluncuran hingga pemisahan pesawat ruang angkasa adalah 33020 detik (~ 9 jam 10 menit).

Tentang simulator ruang angkasa Orbiter dan setidaknya dua ratus orang yang tertarik dan mengunduh add-on ke dalamnya, membawa saya pada ide untuk melanjutkan rangkaian posting orientasi pendidikan dan permainan. Juga, saya ingin memfasilitasi transisi dari posting pertama, di mana semuanya dilakukan secara otomatis, tanpa memerlukan tindakan Anda, ke eksperimen independen, agar tidak mendapatkan lelucon tentang menggambar burung hantu. Posting ini memiliki tujuan sebagai berikut:

  • Beri tahu kami tentang keluarga Breeze tingkat atas
  • Berikan gambaran tentang parameter utama gerakan orbital: apocenter, periapsis, kemiringan orbital
  • Untuk memberikan pemahaman tentang dasar-dasar mekanika orbital dan peluncuran ke orbit geostasioner (GSO)
  • Berikan panduan sederhana untuk menguasai akses manual ke GSO di simulator

pengantar

Orang-orang kecil memikirkan hal ini, tetapi keluarga Breeze tingkat atas - Breeze-M, Breeze-KM - adalah contoh peralatan yang dikembangkan setelah runtuhnya Uni Soviet. Ada beberapa alasan untuk perkembangan ini:
  • Atas dasar ICBM UR-100, kendaraan peluncuran konversi "Rokot" dikembangkan, yang akan berguna untuk tahap atas (RB).
  • Pada Proton, untuk peluncuran di GSO digunakan DM RB, yang menggunakan pasangan oksigen-minyak tanah, yang “non-native” untuk Proton, memiliki waktu terbang otonom hanya 7 jam, dan daya dukungnya bisa ditingkatkan.
Pada 1990-1994, peluncuran uji dilakukan dan, pada Mei-Juni 2000, penerbangan kedua modifikasi Breeze dilakukan - Breeze-KM untuk Rokot dan Breeze-M untuk Proton. Perbedaan utama di antara mereka adalah adanya tangki bahan bakar tambahan yang dapat dibuang pada Breeze-M, yang memberikan margin kecepatan karakteristik (delta-V) yang lebih besar dan memungkinkan peluncuran satelit yang lebih berat. Berikut adalah foto yang menggambarkan perbedaan dengan sangat baik:

Desain

Blok keluarga Breeze dibedakan oleh tata letak yang sangat padat:




Gambar lebih detail


Perhatikan solusi teknis:
  • Mesinnya ada di dalam "kaca" di dalam tangki
  • Tangki juga berisi silinder helium untuk tekanan.
  • Tangki bahan bakar dan oksidator memiliki dinding yang sama (karena penggunaan sepasang UDMH/AT, ini bukan kesulitan teknis), tidak ada penambahan panjang blok karena kompartemen antar tangki
  • Tangki menahan beban - tidak ada rangka listrik yang membutuhkan bobot tambahan dan menambah panjangnya
  • Tangki yang dijatuhkan sebenarnya adalah setengah dari tahap, yang, di satu sisi, membutuhkan beban ekstra di dinding, di sisi lain, memungkinkan Anda untuk meningkatkan margin kecepatan karakteristik dengan membuang tangki kosong.
Tata letak yang padat menghemat dimensi dan berat geometris, tetapi juga memiliki kekurangan. Misalnya, mesin yang memancarkan panas saat berjalan sangat dekat dengan tangki dan saluran pipa. Dan kombinasi suhu bahan bakar yang lebih tinggi (sebesar 1-2 derajat, dalam spesifikasi) dengan tekanan panas mesin yang lebih tinggi selama operasi (juga dalam spesifikasi) menyebabkan mendidihnya oksidator, pelanggaran pendinginan turbin THA dengan pengoksidasi cair dan pelanggaran operasinya, yang menyebabkan kecelakaan RB saat peluncuran satelit Yamal-402 pada Desember 2012.
Sebagai mesin RB, kombinasi dari tiga jenis mesin digunakan: penopang S5.98 (14D30) dengan daya dorong 2 ton, empat mesin koreksi (sebenarnya ini adalah mesin deposisi, motor ullage), yang dihidupkan sebelum memulai mesin pendukung untuk menyimpan bahan bakar di bagian bawah tangki, dan dua belas mesin orientasi dengan daya dorong 1,3 kg. Mesin penopang memiliki parameter yang sangat tinggi (tekanan di ruang bakar ~ 100 atm, impuls spesifik 328,6 dtk) meskipun sirkuit terbuka. "Ayah" -nya berada di stasiun Mars "Phobos" dan "kakek" - di stasiun pendaratan bulan jenis "Luna-16". Mesin utama dapat dijamin menyala hingga delapan kali, dan masa aktif keberadaan blok tidak kurang dari sehari.
Massa blok bahan bakar penuh hingga 22,5 ton, muatannya mencapai 6 ton. Tetapi total massa balok setelah pemisahan dari tahap ketiga kendaraan peluncuran sedikit kurang dari 26 ton. Saat diluncurkan ke orbit geotransisi, RB tidak diisi bahan bakar, dan tangki yang terisi penuh untuk peluncuran langsung ke GSO mengeluarkan muatan maksimum 3,7 ton. Rasio dorong-terhadap-berat balok ternyata ~0,76. Ini adalah kekurangan dari Breeze RB, tapi kecil. Faktanya adalah bahwa setelah pemisahan RB+, PN berada di orbit terbuka, yang membutuhkan dorongan untuk pendakian tambahan, dan dorongan kecil mesin menyebabkan kerugian gravitasi. Kerugian gravitasi sekitar 1-2%, yang cukup sedikit. Selain itu, pengoperasian engine yang lama meningkatkan persyaratan keandalan. Di sisi lain, mesin penopang memiliki masa pakai yang terjamin hingga 3200 detik (hampir satu jam!).
Sepatah kata tentang keandalan
Keluarga "Breeze" RB dioperasikan dengan sangat aktif:
  • 4 penerbangan "Breeze-M" di "Proton-K"
  • 72 penerbangan Breeze-M dengan Proton-M
  • 16 penerbangan Breeze-KM di Rokot
Total 92 penerbangan per 16 Februari 2014. Dari jumlah tersebut, 5 kecelakaan terjadi (saya menulis sebagian keberhasilan dengan Yamal-402 sebagai kecelakaan) karena kesalahan blok Breeze-M dan 2 karena kesalahan Breeze-KM, yang memberi kami keandalan 92% . Pertimbangkan penyebab kecelakaan secara lebih rinci:
  1. 28 Februari 2006, ArabSat 4A - mesin mati sebelum waktunya karena partikel asing di nosel turbin ( , ), cacat manufaktur tunggal.
  2. 15 Maret 2008, AMC-14 - shutdown mesin prematur, penghancuran pipa gas suhu tinggi (), perlu direvisi.
  3. 18 Agustus 2011, Ekspres-AM4. Interval waktu untuk memutar platform yang distabilkan gyro adalah "menyempit" yang tidak masuk akal, orientasi yang salah (), kesalahan pemrogram.
  4. 6 Agustus 2012, Telkom 3, Express-MD2. Matikan mesin karena tersumbatnya saluran pendorong (), cacat produksi.
  5. 9 Desember 2012, Yamal-402. Shutdown mesin karena kegagalan TNA, kombinasi dari kondisi suhu yang tidak menguntungkan ()
  6. 8 Oktober 2005, Breeze-KM, Cryosat, non-pemisahan tahap kedua dan RB, operasi perangkat lunak abnormal (), kesalahan programmer.
  7. 1 Februari 2011, "Breeze-KM", Geo-IK2, denyut nadi mesin yang tidak normal, mungkin karena kegagalan sistem kontrol, karena kurangnya telemetri, penyebab pastinya tidak dapat ditentukan.
Jika kita menganalisis penyebab kecelakaan, maka hanya dua yang terkait dengan masalah desain dan kesalahan desain - pemadaman pipa gas dan pelanggaran pendinginan HPP. Semua kecelakaan lain, yang penyebabnya diketahui secara andal, terkait dengan masalah kualitas produksi dan persiapan peluncuran. Ini tidak mengherankan - industri luar angkasa membutuhkan kualitas kerja yang sangat tinggi, dan bahkan kesalahan karyawan biasa dapat menyebabkan kecelakaan. Breeze itu sendiri bukanlah desain yang gagal, namun, perlu dicatat kurangnya margin keselamatan karena fakta bahwa bahan bekerja mendekati batas kekuatan fisiknya untuk memastikan karakteristik maksimum RB.

Ayo terbang

Saatnya beralih ke latihan - pergi secara manual ke orbit geostasioner di Orbiter "e. Untuk ini kita perlu:
Orbiter release, kalau belum download setelah baca postingan pertama, ini linknya.
Unduh Addon "Proton LV" dari sini
Sedikit teori
Dari semua parameter orbit, di sini kita akan tertarik pada tiga parameter: ketinggian periapsis (untuk Bumi - perigee), ketinggian apocenter (untuk Bumi - apogee) dan kemiringan:

  • Ketinggian apocenter adalah ketinggian titik tertinggi orbit, dilambangkan sebagai Ha.
  • Ketinggian periapsis adalah ketinggian titik terendah orbit, dilambangkan dengan Hp.
  • Inklinasi orbit adalah sudut antara bidang orbit dan bidang yang melewati ekuator Bumi (dalam kasus kami, orbit mengelilingi Bumi), dilambangkan sebagai saya.
Orbit geostasioner adalah orbit melingkar dengan ketinggian periapsis dan apoapsis 35.786 km di atas permukaan laut dan kemiringan 0 derajat. Dengan demikian, tugas kita dibagi menjadi beberapa tahap berikut: memasuki orbit Bumi rendah, menaikkan apocenter ke 35.700 km, mengubah kemiringan ke 0 derajat, menaikkan periapsis ke 35.700 km. Lebih menguntungkan untuk mengubah kemiringan orbit di apocenter, karena semakin sedikit kecepatan satelit, dan semakin rendah kecepatannya, semakin sedikit delta-V yang harus diterapkan untuk mengubahnya. Salah satu trik mekanika orbital adalah terkadang lebih bermanfaat untuk menaikkan apoapsis jauh lebih tinggi dari yang diinginkan, mengubah kemiringan di sana, dan kemudian menurunkan apoapsis ke yang diinginkan. Biaya menaikkan dan menurunkan apocenter di atas yang diinginkan + perubahan kemiringan mungkin kurang dari perubahan kemiringan pada ketinggian apocenter yang diinginkan.
rencana penerbangan
Dalam skenario Briz-M, Sirius-4, satelit komunikasi Swedia yang diluncurkan pada 2007, akan ditampilkan. Selama beberapa tahun terakhir, mereka telah berhasil mengganti namanya, sekarang menjadi "Astra-4A". Rencana peluncuran adalah sebagai berikut:


Jelas bahwa ketika kita pergi ke orbit secara manual, kita kehilangan keakuratan robot yang melakukan perhitungan balistik, sehingga parameter penerbangan kita akan memiliki kesalahan yang agak besar, tetapi ini tidak menakutkan.
Tahap 1. Akses ke orbit referensi
Tahap 1 membutuhkan waktu dari peluncuran program untuk mencapai orbit melingkar dengan ketinggian sekitar 170 km dan kemiringan 51 derajat (warisan berat garis lintang Baikonur, jika diluncurkan dari khatulistiwa, itu akan langsung menjadi 0 derajat).
Skenario Proton LV / Proton M / Proton M - Angin M (Sirius 4)

Dari memuat simulator hingga memisahkan RB dari tahap ketiga, Anda dapat mengagumi pemandangan - semuanya dilakukan dengan otomatisasi. Kecuali jika perlu mengalihkan fokus kamera ke roket dari tampilan darat (tekan F2 hingga nilai kiri-atas arah mutlak atau bingkai global).
Dalam proses penetasan, saya sarankan untuk beralih ke tampilan "dalam" dengan F1 mempersiapkan apa yang akan datang:


Omong-omong, di Orbiter Anda dapat mengaktifkan jeda dengan ctrl-p, Anda mungkin merasa berguna.
Beberapa penjelasan tentang nilai-nilai indikator yang penting bagi kami:


Setelah pemisahan tahap ketiga, kita menemukan diri kita dalam orbit terbuka dengan ancaman jatuh ke Samudra Pasifik jika kita bertindak lambat atau salah. Untuk menghindari nasib yang menyedihkan seperti itu, kita harus memasuki orbit referensi, di mana kita harus:
  1. Hentikan rotasi blok dengan menekan tombol Nomor 5. disebut. Mode KillRot (menghentikan rotasi). Setelah memperbaiki posisi, mode dimatikan secara otomatis.
  2. Beralih tampilan belakang ke tampilan depan dengan tombol C.
  3. Alihkan indikator kaca depan ke mode orbital (Orbit Earth di atas) dengan menekan tombol H.
  4. Kunci Nomor 2(naikkan) Nomor 8(Menolak) Nomor 1(belok kiri) Nomor 3(belok kanan) Nomor 4(berguling ke kiri) Nomor 6(berguling ke kanan) dan Nomor 5(rotation stop) putar balok ke arah perjalanan dengan sudut pitch kira-kira 22 derajat dan perbaiki posisinya.
  5. Prosedur start engine start (pertama Nomor + lalu, tanpa melepaskan, ctrl).
Jika Anda melakukan semuanya dengan benar, gambarnya akan menjadi seperti ini:


Setelah menghidupkan mesin:
  1. Buat rotasi yang akan memperbaiki sudut pitch (beberapa klik Angka 8 dan sudut tidak akan berubah secara nyata).
  2. Selama pengoperasian mesin, pertahankan sudut pitch pada kisaran 25-30 derajat.
  3. Ketika nilai periapsis dan apoapsis berada di kisaran 160-170 km, matikan mesin dengan tombol Nomor *.
Jika semuanya berjalan dengan baik, itu akan menjadi seperti:


Bagian yang paling gugup sudah berakhir, kita berada di orbit, tidak ada tempat untuk jatuh.
Tahap 2. Memasuki orbit menengah
Karena rasio thrust-to-weight yang rendah, apocenter hingga 35.700 km harus dinaikkan dalam dua tahap. Tahap pertama adalah masuk ke orbit menengah dengan apocenter ~5000 km. Kekhususan masalahnya adalah perlu dipercepat agar apocenter tidak menjadi jauh dari khatulistiwa, yaitu. harus dipercepat secara simetris terhadap ekuator. Proyeksi skema peluncuran di peta Bumi akan membantu kami dalam hal ini:


Gambar untuk Turksat 4A yang baru saja diluncurkan, tetapi itu tidak masalah.
Bersiap untuk memasuki orbit menengah:
  1. Alihkan tampilan multifungsi kiri ke mode peta ( Shift Kiri F1, Shift Kiri M).
  2. R, pelan-pelan 10 kali T) tunggu sampai terbang di atas Amerika Selatan.
  3. Arahkan balok ke posisi sesuai dengan vektor kecepatan orbit (hidung ke arah gerakan). Anda dapat menekan tombol [ sehingga otomatisasi melakukan ini, tetapi di sini tidak terlalu efektif, lebih baik melakukannya secara manual.
Seharusnya berubah menjadi seperti:


Di wilayah garis lintang 27 derajat, Anda perlu menyalakan mesin, dan, menjaga orientasi sepanjang vektor kecepatan orbital, terbang hingga mencapai titik pusat 5000 km. Anda dapat mengaktifkan akselerasi 10x. Setelah mencapai apocenter 5000 km, matikan mesin.

Musik menurut saya sangat cocok untuk akselerasi di orbit


Jika semuanya berjalan dengan baik, kami mendapatkan sesuatu seperti:

Tahap 3. Memasuki orbit transfer
Sangat mirip dengan tahap 2:
  1. Dengan bantuan akselerasi waktu (mempercepat 10 kali R, pelan-pelan 10 kali T, Anda dapat dengan aman berakselerasi ke 100x, saya tidak menyarankan 1000x) tunggu sampai terbang di atas Amerika Selatan.
  2. Arahkan balok ke posisi sesuai dengan vektor kecepatan orbit (hidung ke arah gerakan).
  3. Berikan balok rotasi ke bawah untuk mempertahankan orientasi sepanjang vektor kecepatan orbit.
  4. Di wilayah garis lintang 27 derajat, perlu untuk menghidupkan mesin, dan, dengan menahan stabilisasi di sepanjang vektor kecepatan orbital, terbang hingga mencapai titik pusat 35700 km. Anda dapat mengaktifkan akselerasi 10x.
  5. Ketika tangki bahan bakar eksternal kehabisan bahan bakar, reset dengan menekan D. Nyalakan mesin lagi.


Menyetel ulang tangki bahan bakar, pekerjaan mesin deposisi terlihat


Hasil. Harap dicatat bahwa saya bergegas mematikan mesin, apocenter adalah 34,7 ribu km. Itu tidak menakutkan, untuk kemurnian percobaan, biarkan seperti itu.


Pemandangan indah
Tahap 4. Mengubah kemiringan orbit
Jika Anda melakukan semuanya dengan kesalahan kecil, maka apocenter akan berada di dekat khatulistiwa. Prosedur:
  1. Percepatan waktu hingga 1000x, tunggu hingga mendekati garis khatulistiwa.
  2. Arahkan balok tegak lurus terhadap penerbangan, ke atas jika dilihat dari sisi luar orbit. Untuk ini, mode Nml + otomatis cocok, yang diaktifkan dengan menekan tombol ; (dia adalah dengan baik)
  3. Nyalakan mesin.
  4. Jika ada sisa bahan bakar setelah manuver tilt reset, Anda bisa menghabiskannya untuk menaikkan periapsis.
  5. Setelah kehabisan bahan bakar dengan tombol J pisahkan satelitnya, buka panel surya dan antenanya Alt-A, Alt-S


Posisi awal sebelum manuver


Setelah manuver
Tahap 5. Peluncuran independen satelit ke GSO
Satelit memiliki mesin yang dapat digunakan untuk menaikkan periapsis. Untuk melakukan ini, di wilayah apocenter, kami mengarahkan satelit di sepanjang vektor kecepatan orbital dan menyalakan mesin. Mesinnya lemah, perlu diulang beberapa kali. Jika Anda melakukan semuanya dengan benar, satelit masih akan memiliki sekitar 20% bahan bakar yang tersisa untuk memperbaiki gangguan orbit. Pada kenyataannya, pengaruh Bulan dan faktor-faktor lain mengarah pada fakta bahwa orbit satelit terdistorsi, dan Anda harus menghabiskan bahan bakar untuk mempertahankan parameter yang diperlukan.
Jika semuanya berhasil untuk Anda, gambarnya akan menjadi seperti ini:

Nah, ilustrasi kecil fakta bahwa satelit GSO terletak di atas satu tempat di Bumi:

Skema peluncuran Turksat 4A, untuk perbandingan




UPD: setelah berkonsultasi dengan , ganti kertas kalkir buatan sendiri yang jelek dari Orbiter's Prograde / Retrograde ke istilah kehidupan nyata "untuk / melawan vektor kecepatan orbital"
UPD2: Saya dihubungi oleh seorang spesialis dalam mengadaptasi muatan untuk "Breeze-M" GKNPTs mereka. Khrunichev, menambahkan beberapa komentar ke artikel:

  1. Pada lintasan suborbital (awal tahap 1), pada kenyataannya, tidak 28 ton ditampilkan, tetapi sedikit kurang dari 26, karena RB tidak terisi penuh.
  2. Kehilangan gravitasi hanya 1-2%

Tag:

  • astronautika
  • pengorbit
  • angin-m
Tambahkan tanda

Moskow. 22 Oktober. INTERFAX.RU - Tahap atas Briz-M, yang bertanggung jawab atas kecelakaan pesawat ruang angkasa Express-MD2 dan Telkom 3 Agustus, runtuh di orbit rendah Bumi, dan sekarang pecahannya menimbulkan potensi ancaman bagi keselamatan Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS). “Perpisahan terjadi pada 16 Oktober. Pada saat yang sama, sekitar lima objek terbentuk, yang mengorbit dengan ketinggian dari 5 ribu km hingga 250 km. Zona risiko potensial mencakup sejumlah besar pesawat ruang angkasa, termasuk Stasiun Luar Angkasa Internasional, yang terbang di ketinggian sekitar 400 km, ”kata seorang sumber di industri roket dan luar angkasa kepada Interfax. Dia mencatat bahwa itu bukan ledakan - "Breeze-M hanya dibagi menjadi beberapa kompartemen."

Menurut lawan bicaranya, meskipun booster runtuh, kontrol keselamatan penerbangan ISS dilakukan seperti biasa, karena "puing-puing luar angkasa" lainnya juga dipantau di jalur penerbangan stasiun. "Hanya saja elemen baru telah muncul dalam daftar objek yang berpotensi berbahaya," kata sumber itu. Berbicara tentang satelit Express-MD2 dan Telkom 3, lawan bicara agensi mengatakan bahwa mereka masih berada di orbit tinggi dan stabil. "Tidak perlu berbicara tentang ancaman yang berasal dari mereka atau tentang kemungkinan jatuhnya mereka ke Bumi dalam waktu dekat," katanya.

Pada saat yang sama, di Pusat Kontrol Misi dekat Moskow, Interfax diberitahu bahwa puing-puing panggung atas Breeze-M yang hancur belum menimbulkan ancaman bagi ISS. “Unsur-unsur yang terbentuk dari pecahnya Breeze-M tidak menimbulkan ancaman bagi ISS saat ini,” kata seorang perwakilan dari MCC, mencatat bahwa fragmen tersebut memang berada di ketinggian yang dekat dengan ketinggian orbit stasiun.

Sebelumnya, Nathan Eismont, seorang peneliti terkemuka di Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences, mengatakan kepada Interfax bahwa tahap atas Breeze-M, yang berada di orbit off-design setelah kecelakaan dengan satelit Express-MD2 dan Telkom 3 , bisa menjadi terlalu panas dan meledak, meninggalkan awan puing-puing logam. “Tahap atas tidak menyelesaikan program penerbangan sampai akhir, jadi sekitar setengah dari 20 ton bahan bakar asli tetap ada di dalamnya. Sulit untuk mengatakan apa yang akan terjadi, tetapi ada kemungkinan bahan bakar dapat meledak karena terlalu panas oleh sinar matahari, ”katanya.

Menurutnya, kasus seperti itu sudah ada dalam sejarah kosmonotika dunia. Lebih sering daripada teknologi luar angkasa lainnya, roket tahap ketiga meledak di orbit, memasuki atmosfer dengan sisa bahan bakar.

Seperti yang dijelaskan Neusmont, selama penghentian normal tahap atas, bahan bakar yang tersisa dikeluarkan darinya, tetapi ini tidak terjadi jika terjadi kecelakaan. "Dalam hal ini, apa pun bisa terjadi pada tahap atas," katanya.

Breeze-M, spesialis mencatat, menyediakan penyediaan rezim termal, tetapi tidak untuk waktu yang lama. Untuk membuat mode perlindungan termal, mengganti Matahari salah satu atau sisi lain dari tahap atas, tidak akan berfungsi, karena tidak ada cara untuk mengendalikannya, kata Eismont.

Dia tidak mengesampingkan skenario seperti ledakan bahan bakar karena panas berlebih atau penyalaan bahan bakar yang mudah terbakar jika terjadi kebocoran tangki. Arah hamburan fragmen dari tahap atas selama ledakan akan tergantung pada banyak kondisi, dan tidak mungkin untuk mengatakan pada jarak berapa dari tempat ledakan fragmen akan tersebar.

Kendaraan peluncuran Proton-M dengan tahap atas Breeze-M dan dua satelit komunikasi - Express-MD2 Rusia dan Telkom 3 Indonesia diluncurkan pada 6 Agustus dari Baikonur Cosmodrome. Kendaraan peluncuran bekerja secara normal. Peluncuran lebih lanjut dari satelit akan dilakukan oleh empat inklusi dari sistem propulsi utama dari tahap atas.

Inklusi ketiga berlangsung kurang dari yang diharapkan. Satelit diluncurkan ke orbit yang tidak dirancang. Komisi darurat sampai pada kesimpulan bahwa kecelakaan itu terjadi karena penyumbatan saluran bertekanan tangki bahan bakar tambahan dari blok booster Briza-M. Karena kecelakaan itu, pimpinan GKNPT mereka. Khrunichev - pengembang dan produsen unit overclocking.

Keluarga Breeze tingkat atas - Breeze-M, Breeze-KM - adalah contoh peralatan yang dikembangkan setelah runtuhnya Uni Soviet. Ada beberapa alasan untuk perkembangan ini:

  • Atas dasar ICBM UR-100, kendaraan peluncuran konversi "Rokot" dikembangkan, yang akan berguna untuk tahap atas (RB).
  • Pada Proton, untuk peluncuran di GSO digunakan DM RB, yang menggunakan pasangan oksigen-minyak tanah, yang “non-native” untuk Proton, memiliki waktu terbang otonom hanya 7 jam, dan daya dukungnya bisa ditingkatkan.

Pengembang tahap atas keluarga Breeze adalah Pusat Penelitian dan Produksi Luar Angkasa Negara Khrunichev. Pada 1990-1994, peluncuran uji dilakukan dan, pada Mei-Juni 2000, penerbangan kedua modifikasi Breeze dilakukan - Breeze-KM untuk Rokot dan Breeze-M untuk Proton. Perbedaan utama di antara mereka adalah adanya tangki bahan bakar tambahan yang dapat dibuang pada Breeze-M, yang memberikan margin kecepatan karakteristik (delta-V) yang lebih besar dan memungkinkan peluncuran satelit yang lebih berat.



Blok keluarga Breeze dibedakan oleh tata letak yang sangat padat:





Fitur solusi teknis:

  • Mesinnya ada di dalam "kaca" di dalam tangki
  • Tangki juga berisi silinder helium untuk tekanan.
  • Tangki bahan bakar dan oksidator memiliki dinding yang sama (karena penggunaan sepasang UDMH/AT, ini bukan kesulitan teknis), tidak ada penambahan panjang blok karena kompartemen antar tangki
  • Tangki menahan beban - tidak ada rangka listrik yang membutuhkan bobot tambahan dan menambah panjangnya
  • Tangki yang dijatuhkan sebenarnya adalah setengah dari tahap, yang, di satu sisi, membutuhkan beban ekstra di dinding, di sisi lain, memungkinkan Anda untuk meningkatkan margin kecepatan karakteristik dengan membuang tangki kosong.

Tata letak yang padat menghemat dimensi dan berat geometris, tetapi juga memiliki kekurangan. Mesin, yang memancarkan panas saat bekerja, sangat dekat dengan tangki dan saluran pipa.

Kombinasi suhu bahan bakar yang lebih tinggi (sebesar 1-2 derajat, dalam spesifikasi) dengan tekanan termal mesin yang lebih tinggi selama operasi (juga dalam spesifikasi) menyebabkan mendidihnya oksidator, pelanggaran pendinginan HP turbin oleh pengoksidasi cair dan pelanggaran operasinya, yang menyebabkan kecelakaan RB saat peluncuran satelit Yamal-402 pada Desember 2012.


Sebagai mesin RB, kombinasi dari tiga jenis mesin digunakan: penopang S5.98 (14D30) dengan daya dorong 2 ton, empat mesin koreksi (sebenarnya ini adalah mesin deposisi, motor ullage), yang dihidupkan sebelum memulai mesin pendukung untuk menyimpan bahan bakar di bagian bawah tangki, dan dua belas mesin orientasi dengan daya dorong 1,3 kg. Mesin penopang memiliki parameter yang sangat tinggi (tekanan di ruang bakar ~ 100 atm, impuls spesifik 328,6 dtk) meskipun sirkuit terbuka. "Ayah" -nya berada di stasiun Mars "Phobos" dan "kakek" - di stasiun pendaratan bulan jenis "Luna-16". Mesin utama dapat dijamin menyala hingga delapan kali, dan masa aktif keberadaan blok tidak kurang dari sehari.


Massa blok bahan bakar penuh hingga 22,5 ton, muatannya mencapai 6 ton. Tetapi total massa balok setelah pemisahan dari tahap ketiga kendaraan peluncuran sedikit kurang dari 26 ton. Saat diluncurkan ke orbit geotransisi, RB tidak diisi bahan bakar, dan tangki yang terisi penuh untuk peluncuran langsung ke GSO mengeluarkan muatan maksimum 3,7 ton. Rasio dorong-terhadap-berat blok ternyata ~0,76 . Ini adalah kekurangan dari Breeze RB, tapi kecil. Faktanya adalah bahwa setelah pemisahan, RB + PN berada di orbit terbuka, yang membutuhkan dorongan untuk pendakian tambahan, dan dorongan kecil mesin menyebabkan kerugian gravitasi. Kerugian gravitasi sekitar 1-2%, yang cukup sedikit. Selain itu, pengoperasian engine yang lama meningkatkan persyaratan keandalan. Di sisi lain, mesin penopang memiliki masa pakai yang terjamin hingga 3200 detik (hampir satu jam!).


Karakteristik kinerja panggung atas "Breeze-KM"

  • Komposisi - Monoblock dengan kompartemen tangki berbentuk kerucut dan mesin penopang yang terletak di ceruk tangki "G".
  • Aplikasi - sebagai bagian dari kendaraan peluncuran Rokot sebagai tahap III
  • Fitur utama - Kemampuan untuk bermanuver dalam penerbangan.
  • Berat awal, t - 6,475
  • Pasokan bahan bakar isi ulang (AT + UDMH), t - hingga 5,055
  • Jenis, jumlah, dan gaya dorong di ruang hampa mesin:
    • LRE 14D30 (1 pc.), 2.0 tf (berbaris),
    • LRE 11D458 (4 pcs.) masing-masing 40 kgf (mesin koreksi),
    • 17D58E (12 pcs.) masing-masing 1,36 kgf (mesin orientasi dan stabilisasi)
  • Waktu penerbangan otonom maksimum, jam. - 7
  • Tahun penerbangan pertama - Mei 2000

Karakteristik kinerja panggung atas "Breeze-M"

  • Komposisi - Tahap atas, terdiri dari unit pusat berdasarkan RB "Breeze-KM" dan tangki bahan bakar toroidal tambahan yang dapat dibuang di sekitarnya.
  • Aplikasi - sebagai bagian dari kendaraan peluncuran Proton-M, kendaraan peluncuran Angara-A3 dan kendaraan peluncuran Angara-A5
  • Fitur Utama
    • dimensi yang sangat kecil;
    • kemungkinan meluncurkan pesawat ruang angkasa yang berat dan besar;
    • kemungkinan operasi jangka panjang dalam penerbangan
  • Berat awal, t - hingga 22,5
  • Pasokan bahan bakar isi ulang (AT + UDMH), t - hingga 20
  • Jumlah inklusi mesin utama - hingga 8
  • Waktu penerbangan otonom maksimum, jam. - minimal 24 (menurut TTZ)