Zaujímavé a poučné: horný stupeň „Breeze-M. Horný stupeň „Breeze-M

Zo všetkých parametrov obežnej dráhy nás tu budú zaujímať tri parametre: výška periapsis (pre Zem - perigeum), výška apocentra (pre Zem - apogeum) a sklon:

  • Výška apocentra je výška najvyššieho bodu obežnej dráhy, označovaného ako Ha.
  • Výška periapsis je výška najnižšieho bodu obežnej dráhy, označovaná ako Hp.
  • Orbitálny sklon je uhol medzi rovinou obežnej dráhy a rovinou prechádzajúcou zemským rovníkom (v našom prípade obežnými dráhami okolo Zeme), označovaný ako i.

Geostacionárna dráha je kruhová dráha s výškou periapsis a apoapsis 35 786 km nad morom a sklonom 0 stupňov. Podľa toho je naša úloha rozdelená do nasledujúcich etáp: vstúpiť na nízku obežnú dráhu Zeme, zdvihnúť apocentrum na 35 700 km, zmeniť sklon na 0 stupňov, zdvihnúť periapsiu na 35 700 km. Je výhodnejšie zmeniť sklon obežnej dráhy v apocentre, pretože je nižšia rýchlosť satelitu a čím nižšia je rýchlosť, tým menej delta-V sa musí použiť na jej zmenu. Jedným z trikov orbitálnej mechaniky je, že niekedy je výhodnejšie zvýšiť apoapsu oveľa vyššie, ako je žiaduce, zmeniť tam sklon a neskôr znížiť apoapsiu na požadovanú. Náklady na zdvíhanie a spúšťanie apocentra nad požadované + zmena sklonu môžu byť menšie ako zmena sklonu vo výške požadovaného apocentra.

letový plán

V scenári Briz-M by sa mal zobraziť Sirius-4, švédsky komunikačný satelit vypustený v roku 2007. Za posledné roky sa im ho už podarilo premenovať, teraz je to „Astra-4A“. Plán štartu bol nasledovný:


Je jasné, že keď sa dostaneme na obežnú dráhu manuálne, stratíme presnosť automatov, ktoré vykonávajú balistické výpočty, takže naše letové parametre budú s dosť veľkými chybami, ale nie je to strašidelné.

Stupeň 1. Prístup na referenčnú obežnú dráhu

Stupeň 1 trvá od spustenia programu po dosiahnutie kruhovej dráhy s výškou asi 170 km a sklonom 51 stupňov (ťažké dedičstvo zemepisnej šírky Bajkonuru, ak by bol spustený z rovníka, okamžite by to bolo 0 stupňov).
Scenár Proton LV / Proton M / Proton M - Breeze M (Sirius 4)

Od načítania simulátora až po oddelenie RB od tretej fázy môžete obdivovať výhľady - všetko robí automatizácia. Pokiaľ nie je potrebné prepnúť zaostrenie kamery na raketu z pohľadu zeme (stlačenie F2 až po hodnoty vľavo hore absolútny smer alebo globálny rámec).
V procese šrafovania odporúčam prepnúť na pohľad „do vnútra“. F1 pripraviť sa na to, čo príde:


Mimochodom, v Orbiter môžete zapnúť pozastavenie ctrl-p, možno sa vám bude hodiť.
Niekoľko vysvetlení o hodnotách ukazovateľov, ktoré sú pre nás dôležité:


Po oddelení tretieho stupňa sa ocitáme na otvorenej obežnej dráhe s hrozbou pádu do Tichého oceánu, ak budeme konať pomaly alebo nesprávne. Aby sme sa vyhli takémuto smutnému osudu, mali by sme vstúpiť na referenčnú obežnú dráhu, pre ktorú by sme mali:

  1. Zastavte otáčanie bloku stlačením tlačidla číslo 5. tzv. Režim KillRot (zastavenie rotácie). Po zafixovaní polohy sa režim automaticky vypne.
  2. Tlačidlom prepnite pohľad zozadu na pohľad spredu C.
  3. Stlačením tlačidla prepnite indikátor čelného skla do orbitálneho režimu (Orbit Earth hore). H.
  4. Keys číslo 2(otočiť sa) číslo 8(stlmiť) Číslo 1(odbočiť vľavo) číslo 3(pravá odbočka) číslo 4(rolovať doľava) číslo 6(otočte doprava) a číslo 5(doraz otáčania) otočte blok v smere jazdy s uhlom sklonu približne 22 stupňov a zafixujte polohu.
  5. Spustite postup štartovania motora (najprv Číslo + potom, bez opustenia, ctrl).

Ak urobíte všetko správne, obrázok bude vyzerať takto:


Po naštartovaní motora:

  1. Vytvorte rotáciu, ktorá zafixuje uhol sklonu (pár kliknutí na číslo 8 a uhol sa výrazne nezmení).
  2. Počas prevádzky motora udržujte uhol sklonu v rozmedzí 25-30 stupňov.
  3. Keď sú hodnoty periapsis a apoapsis v oblasti 160-170 km, vypnite motor tlačidlom počet *.

Ak všetko pôjde dobre, bude to niečo ako:


Najnervóznejšia časť je za nami, sme na obežnej dráhe, nie je kam spadnúť.

Etapa 2. Vstup na strednú obežnú dráhu

Kvôli nízkemu pomeru ťahu a hmotnosti sa musí apocentrum až na 35 700 km zdvihnúť v dvoch etapách. Prvým stupňom je vstup na strednú obežnú dráhu s apocentrom ~5000 km. Špecifikom problému je, že je potrebné zrýchliť, aby sa ukázalo, že apocentrum je vzdialené od rovníka, t.j. musia byť zrýchlené symetricky okolo rovníka. Pomôže nám v tom projekcia štartovacej schémy na mape Zeme:


Obrázok pre nedávno uvedený Turksat 4A, ale to nevadí.
Príprava na vstup na strednú obežnú dráhu:

  1. Prepnite ľavý multifunkčný displej do režimu mapy ( Ľavý Shift F1, Ľavý Shift M).
  2. R, spomaľte 10-krát T) počkajte, kým preletíte nad Južnou Amerikou.
  3. Orientujte blok do prográdnej polohy (nos v smere pohybu). Môžete stlačiť tlačidlo [ takže automatika to robí, ale tu to nie je veľmi efektívne, je lepšie to urobiť ručne.
  4. Otočte blok smerom nadol, aby ste udržali progradovú pozíciu

Malo by to dopadnúť asi takto:


V oblasti zemepisnej šírky 27 stupňov musíte zapnúť motor a pri držaní progradovej polohy letieť, kým nedosiahnete apocentrum 5 000 km. Môžete povoliť 10-násobné zrýchlenie. Po dosiahnutí apocentra 5000 km vypnite motor.

Hudba je podľa mňa veľmi vhodná na zrýchlenie na obežnej dráhe

Ak všetko pôjde dobre, dostaneme niečo ako:

Etapa 3. Vstup na prenosovú dráhu

Veľmi podobné štádiu 2:

  1. S pomocou zrýchlenia času (zrýchlite 10-krát R, spomaľte 10-krát T, mozes kludne zrychlit na 100x, 1000x neradim) pockaj az do preletu nad Juznou Amerikou.
  2. Orientujte blok do prográdnej polohy (nos v smere pohybu).
  3. Otočte blok smerom nadol, aby ste udržali progradovanú polohu.
  4. V oblasti zemepisnej šírky 27 stupňov musíte zapnúť motor a pri držaní progradovej polohy lietať, kým nedosiahnete apocentrum 35 700 km. Môžete povoliť 10-násobné zrýchlenie.
  5. Keď sa v externej palivovej nádrži minie palivo, resetujte ju stlačením D. Znova naštartujte motor.


Po vynulovaní palivovej nádrže je viditeľná práca depozičných motorov


Výsledok. Upozorňujeme, že som sa ponáhľal vypnúť motor, apocentrum je 34,7 tisíc km. Nie je to strašidelné, pre čistotu experimentu to nechajme tak.


Nádherný výhľad

Etapa 4. Zmena sklonu obežnej dráhy

Ak ste urobili všetko s malými chybami, potom bude apocentrum blízko rovníka. Postup:

  1. Čas zrýchlenia na 1000x, počkajte na priblíženie sa k rovníku.
  2. Orientujte blok kolmo na let, nahor pri pohľade z vonkajšej strany obežnej dráhy. Na to je vhodný automatický režim Nml +, ktorý sa aktivuje stlačením tlačidla ; (ona je dobre)
  3. Zapnite motor.
  4. Ak po manévri resetovania náklonu zostane palivo, môžete ho minúť na zvýšenie periapsie.
  5. Po vyčerpaní paliva tlačidlom J oddeľte satelit, odhaľte jeho solárne panely a antény Alt-A, Alt-S


Východisková poloha pred manévrom


Po manévri

Fáza 5. Nezávislé vypustenie satelitu do GSO

Satelit má motor, pomocou ktorého môžete zdvihnúť periapsiu. Aby sme to dosiahli, v oblasti periapsis orientujeme satelit postupne a zapneme motor. Motor je slabý, je potrebné opakovať niekoľkokrát. Ak urobíte všetko správne, satelitu zostane ešte asi 20 % paliva na korekciu orbitálnych porúch. V skutočnosti vplyv Mesiaca a iných faktorov vedie k tomu, že obežná dráha satelitov je skreslená a na udržanie požadovaných parametrov musíte míňať palivo.
Ak vám všetko vyšlo, obrázok bude vyzerať takto:

Malá ukážka toho, že satelit GSO sa nachádza nad jedným miestom na Zemi:

Schéma štartu Turksat 4A, pre porovnanie



Horný stupeň "Breeze-M" je určený na zvýšenie schopností ťažkých nosných rakiet ako "Angara A5", "Proton-K",
"Proton-M" z hľadiska hmotnosti užitočného zaťaženia vypusteného na širokú škálu obežných dráh, ako aj z hľadiska objemu poskytnutej zóny užitočného zaťaženia.

Horný stupeň "Breeze-M" má kompaktné usporiadanie. Pozostáva z centrálneho bloku a okolitého toroidného odhoditeľného prídavného bloku palivových nádrží.

Obrázok 1 - Schéma štartu kozmickej lode pomocou raketometu Breeze-M

Kvapalný raketový motor 14D30 je inštalovaný vo výklenku v palivovej nádrži centrálnej jednotky a má možnosť viacnásobného zapnutia. Raketové motory na kvapalné palivo s nízkym ťahom pracujúce na rovnakých hnacích komponentoch ako nosný motor zabezpečujú orientáciu a stabilizáciu raketometu v pasívnych úsekoch autonómneho letu, ako aj sedimentáciu paliva v nádržiach pri opakovaných štartoch raketometu. udržiavací motor.

Inerciálny riadiaci systém, inštalovaný v prístrojovom priestore umiestnenom na vrchu centrálnej jednotky, riadi let horného stupňa a jeho palubných systémov. Horný stupeň Breeze-M je vybavený aj napájacím systémom a zariadením na zber telemetrických informácií a externých meraní trajektórie.

Štart kozmickej lode sa vykonáva pomocou horného stupňa (RB) "Breeze-M". Na optimalizáciu nákladov na energiu sa navrhuje schéma letu raketometu na cieľovú obežnú dráhu s piatimi inklúziami podporného motora (MD) rôznych veľkostí.

závodný blok.

Prvá aktivácia MD RB sa uskutoční 93 sekúnd po oddelení od nosnej rakety, v dôsledku čoho sa orbitálna jednotka (OB) dostane na referenčnú obežnú dráhu.

Druhá aktivácia DM sa uskutočňuje v oblasti referenčného orbitálneho uzla a zabezpečuje vytvorenie medziľahlej obežnej dráhy, v perigeu ktorej sa cez obežnú dráhu uskutočňuje tretia a štvrtá aktivácia DM, ako výsledkom čoho je orbitálna jednotka vypustená na prenosovú dráhu. V prestávke medzi tretím a štvrtým zaradením DM sa vynulujú prídavné palivové nádrže (FTB) horného stupňa. Štvrté zapnutie MD sa vykoná 125 s po skončení tretieho zapnutia MD. Let na transferových a medziľahlých dráhach sa uskutočňuje s OB víriacim okolo pozdĺžnej osi.

Obrázok 2 - RB "Breeze-M" na testoch na MIK

Hlavné charakteristiky RB "Breeze-M":

Celkové rozmery, m:

Dĺžka, m 2 654

Priemer, m 4

Suchá hmotnosť, m 2 665

Komponenty paliva:

Oxidačné činidlo: Oxid dusnatý

Palivo: UDMH

Hmotnosť naplneného paliva, kg

Oxidačné činidlo: 13 26

Palivo: 6660

Pochodový motor: 14D30

Ťah, kN 20

Špecifický ťahový impulz, N*s/kg 3255


Piata aktivácia RM RB fixuje OB na cieľovej obežnej dráhe a uskutočňuje sa v oblasti apogea prenosovej dráhy.

Pred oddelením kozmickej lode je orbitálna jednotka otočená do polohy pre oddelenie kozmickej lode, ktorá je určená požiadavkami zákazníka. Oddelenie kozmickej lode sa uskutoční 700 s po vypnutí MD na cieľovej obežnej dráhe.

Pretrhnutie mechanických väzieb medzi kozmickou loďou a RB počas procesu separácie sa uskutočňuje v spoji medzi kozmickou loďou a prechodovým systémom. Po pretrhnutí viazacieho pásu je kozmická loď odrazená od RB pomocou tlačných pružin s relatívnou rýchlosťou 0,75 m/s.

Po oddelení kozmickej lode a relácii merania parametrov obežnej dráhy sa horný stupeň odstráni z pracovnej oblasti kozmickej lode a prenesie sa do bezpečného stavu (tlak sa uvoľní zo všetkých nádrží).

Celkové trvanie štartu od okamihu štartu nosnej rakety po oddelenie kozmickej lode je 33 020 sekúnd (~ 9 h 10 min).

O vesmírnom simulátore Orbiter a minimálne dvesto ľuďoch, ktorých zaujal a stiahli si doň doplnky, ma priviedli k myšlienke pokračovať v sérii príspevkov edukatívneho a herného zamerania. Chcem tiež uľahčiť prechod z prvého príspevku, v ktorom sa všetko robí automatizáciou, bez toho, aby ste museli konať, k nezávislým experimentom, aby ste si nerobili vtip o kreslení sovy. Tento príspevok má nasledujúce účely:

  • Povedzte nám o rodine vyšších stupňov Breeze
  • Uveďte predstavu o hlavných parametroch orbitálneho pohybu: apocentrum, periapsia, sklon orbity
  • Poskytnúť pochopenie základov orbitálnej mechaniky a štartov na geostacionárnu obežnú dráhu (GSO)
  • Poskytnite jednoduchý návod na zvládnutie manuálneho prístupu k GSO v simulátore

Úvod

Málokto o tom premýšľa, ale rodina vyšších stupňov Breeze - Breeze-M, Breeze-KM - je príkladom prístroja vyvinutého po rozpade ZSSR. Dôvodov tohto vývoja bolo niekoľko:
  • Na základe UR-100 ICBM bola vyvinutá konverzná nosná raketa „Rokot“, pre ktorú by bol užitočný horný stupeň (RB).
  • Na Protóne sa na štart na GSO použil DM RB, ktorý využíval pár kyslík-petrolej, ktorý bol pre Protón „nepôvodný“, mal autonómny čas letu iba 7 hodín a jeho nosnosť mohla zvýšiť.
V rokoch 1990-1994 prebehli skúšobné štarty a v máji až júni 2000 sa uskutočnili lety oboch modifikácií Breeze - Breeze-KM pre Rokot a Breeze-M pre Proton. Hlavným rozdielom medzi nimi je prítomnosť ďalších odhoditeľných palivových nádrží na Breeze-M, ktoré poskytujú väčšiu rezervu charakteristickej rýchlosti (delta-V) a umožňujú vypúšťanie ťažších satelitov. Tu je fotografia, ktorá veľmi dobre ilustruje rozdiel:

Dizajn

Bloky rodiny Breeze sa vyznačujú veľmi hustým rozložením:




Podrobnejší výkres


Venujte pozornosť technickým riešeniam:
  • Motor je vo vnútri „skla“ v nádrži
  • Nádrže obsahujú aj héliové fľaše na tlakovanie.
  • Nádrž na palivo a okysličovadlo majú spoločnú stenu (vďaka použitiu dvojice UDMH/AT nejde o technickú náročnosť), nedochádza k zväčšeniu dĺžky bloku vďaka medzinádržovému priestoru
  • Nádrže sú nosné – nie sú tam žiadne silové nosníky, ktoré by si vyžadovali dodatočnú hmotnosť a zväčšovali dĺžku
  • Zhodené nádrže sú vlastne polovicou javiska, čo si na jednej strane vyžaduje dodatočnú váhu na stenách, na druhej strane vám umožňuje zvýšiť charakteristickú rýchlostnú rezervu vysypaním prázdnych nádrží.
Husté usporiadanie šetrí geometrické rozmery a hmotnosť, no má aj svoje nevýhody. Napríklad motor, ktorý počas chodu vyžaruje teplo, je veľmi blízko nádrží a potrubí. A kombinácia vyššej (v rámci špecifikácie o 1-2 stupne) teploty paliva s vyšším tepelným namáhaním motora počas prevádzky (aj v rámci špecifikácie) viedla k varu okysličovadla, narušeniu chladenia. turbíny THA s kvapalným okysličovadlom a narušenie jej činnosti, ktoré spôsobilo haváriu RB pri štarte satelitu Yamal-402 v decembri 2012.
Ako motory RB sa používa kombinácia troch typov motorov: sustainer S5.98 (14D30) s ťahom 2 tony, štyri korekčné motory (v skutočnosti ide o depozičné motory, ullage motory), ktoré sa zapínajú pred spustením motora. Udržiavací motor na usadzovanie paliva na dne nádrží a dvanásť orientačných motorov s ťahom 1,3 kg. Udržiavací motor má napriek otvorenému okruhu veľmi vysoké parametre (tlak v spaľovacej komore ~ ​​100 atm, špecifický impulz 328,6 s). Jeho "otcovia" boli na marťanských staniciach "Phobos" a "starí otcovia" - na pristávacích lunárnych staniciach typu "Luna-16". Je možné zaručiť, že sa hlavný motor zapne až osemkrát a doba aktívnej existencie bloku nie je kratšia ako jeden deň.
Hmotnosť plne palivového bloku je až 22,5 tony, užitočné zaťaženie dosahuje 6 ton. Celková hmotnosť bloku po oddelení od tretieho stupňa nosnej rakety je však o niečo menšia ako 26 ton. Pri štarte na geoprechodnú obežnú dráhu sa RB netankuje a plne naplnená nádrž na priamy štart na GSO vyniesla maximálne 3,7 tony užitočného zaťaženia. Pomer ťahu k hmotnosti bloku sa ukázal byť ~ 0,76. Toto je nedostatok Breeze RB, ale malý. Faktom je, že po oddelení RB+ sú PN-ky na otvorenej obežnej dráhe, čo si vyžaduje impulz na dodatočné stúpanie a malý ťah motora vedie ku gravitačným stratám. Gravitačné straty sú asi 1-2%, čo je dosť málo. Dlhé obdobia prevádzky motora tiež zvyšujú požiadavky na spoľahlivosť. Na druhej strane má sustainer motor garantovanú životnosť až 3200 sekúnd (takmer hodinu!).
Pár slov o spoľahlivosti
Rodina RB "Breeze" je prevádzkovaná veľmi aktívne:
  • 4 lety "Breeze-M" na "Proton-K"
  • 72 letov Breeze-M na Proton-M
  • 16 letov Breeze-KM na Rokot
Spolu 92 letov k 16. februáru 2014. Z toho sa stalo 5 nehôd (čiastočný úspech s Yamal-402 som zapísal ako nehodu) vinou bloku Breeze-M a 2 vinou Breeze-KM, čo nám dáva spoľahlivosť 92%. . Zvážte príčiny nehôd podrobnejšie:
  1. 28. február 2006, ArabSat 4A - predčasné vypnutie motora v dôsledku cudzorodej častice v tryske turbíny ( , ), jediná výrobná chyba.
  2. 15.3.2008, AMC-14 - predčasné vypnutie motora, zničenie vysokoteplotného plynovodu (), vyžadovalo to revíziu.
  3. 18. augusta 2011, Express-AM4. Časový interval otáčania gyroskopicky stabilizovanej plošiny je neprimerane "zúžený", nesprávna orientácia (), chyba programátorov.
  4. 6. augusta 2012, Telkom 3, Express-MD2. Vypnutie motora v dôsledku upchatia plniaceho potrubia (), výrobná chyba.
  5. 9. decembra 2012, Yamal-402. Vypnutie motora v dôsledku poruchy TNA, kombinácia nepriaznivých teplotných podmienok ()
  6. 8. október 2005, Breeze-KM, Cryosat, neoddelenie druhého stupňa a RB, abnormálna prevádzka softvéru (), chyba programátora.
  7. 1. február 2011, "Breeze-KM", Geo-IK2, abnormálny impulz motora, pravdepodobne v dôsledku zlyhania riadiaceho systému, v dôsledku nedostatku telemetrie, presnú príčinu nemožno zistiť.
Ak analyzujeme príčiny nehôd, potom iba dve sú spojené s problémami a chybami v návrhu - vyhorenie plynovodu a porušenie chladenia VE. Všetky ostatné havárie, ktorých príčina je spoľahlivo známa, sú spojené s problémami s kvalitou výroby a prípravou na spustenie. To nie je prekvapujúce - vesmírny priemysel vyžaduje veľmi vysokú kvalitu práce a dokonca aj chyba bežného zamestnanca môže viesť k nehode. Samotný Breeze nie je neúspešným dizajnom, ale stojí za zmienku chýbajúca bezpečnostná rezerva vzhľadom na skutočnosť, že materiály pracujú blízko hranice svojej fyzickej sily, aby zabezpečili maximálne vlastnosti RB.

Poďme lietať

Je čas prejsť na prax - prejdite manuálne na geostacionárnu dráhu v Orbiter "e. Na to potrebujeme:
Vydanie Orbiter, ak ste si ho po prečítaní prvého príspevku ešte nestiahli, tu je odkaz.
Doplnok "Proton LV" si stiahnite tu
Trochu teórie
Zo všetkých parametrov obežnej dráhy nás tu budú zaujímať tri parametre: výška periapsie (pre Zem - perigeum), výška apocentra (pre Zem - apogeum) a sklon:

  • Výška apocentra je výška najvyššieho bodu obežnej dráhy, označovaného ako Ha.
  • Výška periapsis je výška najnižšieho bodu obežnej dráhy, označovaná ako Hp.
  • Orbitálny sklon je uhol medzi rovinou obežnej dráhy a rovinou prechádzajúcou zemským rovníkom (v našom prípade obežnými dráhami okolo Zeme), označovaný ako i.
Geostacionárna dráha je kruhová dráha s výškou periapsis a apoapsis 35 786 km nad morom a sklonom 0 stupňov. Podľa toho je naša úloha rozdelená do nasledujúcich etáp: vstúpiť na nízku obežnú dráhu Zeme, zdvihnúť apocentrum na 35 700 km, zmeniť sklon na 0 stupňov, zdvihnúť periapsiu na 35 700 km. Je výhodnejšie zmeniť sklon obežnej dráhy v apocentre, pretože je nižšia rýchlosť satelitu a čím nižšia je rýchlosť, tým menej delta-V sa musí použiť na jej zmenu. Jedným z trikov orbitálnej mechaniky je, že niekedy je výhodnejšie zdvihnúť apoapsu oveľa vyššie, ako je žiaduce, zmeniť tam sklon a neskôr znížiť apoapsiu na požadovanú. Náklady na zdvíhanie a spúšťanie apocentra nad požadované + zmena sklonu môže byť menšia ako zmena sklonu vo výške požadovaného apocentra.
letový plán
V scenári Briz-M má byť zobrazený Sirius-4, švédsky komunikačný satelit vypustený v roku 2007. Za posledné roky sa im ho už podarilo premenovať, teraz je to „Astra-4A“. Plán štartu bol nasledovný:


Je jasné, že keď sa dostaneme na obežnú dráhu manuálne, stratíme presnosť automatov, ktoré vykonávajú balistické výpočty, takže naše letové parametre budú s dosť veľkými chybami, ale nie je to strašidelné.
Stupeň 1. Prístup na referenčnú obežnú dráhu
Stupeň 1 trvá od spustenia programu po dosiahnutie kruhovej dráhy s výškou asi 170 km a sklonom 51 stupňov (ťažké dedičstvo zemepisnej šírky Bajkonuru, ak by bol spustený z rovníka, okamžite by to bolo 0 stupňov).
Scenár Proton LV / Proton M / Proton M - Breeze M (Sirius 4)

Od načítania simulátora až po oddelenie RB od tretej fázy môžete obdivovať výhľady - všetko robí automatizácia. Pokiaľ nie je potrebné prepnúť zaostrenie kamery na raketu z pohľadu zeme (stlačte F2 až po hodnoty vľavo hore absolútny smer alebo globálny rámec).
V procese šrafovania odporúčam prepnúť na pohľad „do vnútra“. F1 pripraviť sa na to, čo príde:


Mimochodom, v Orbiter môžete zapnúť pozastavenie ctrl-p, možno sa vám bude hodiť.
Niekoľko vysvetlení o hodnotách ukazovateľov, ktoré sú pre nás dôležité:


Po oddelení tretieho stupňa sa ocitáme na otvorenej obežnej dráhe s hrozbou pádu do Tichého oceánu, ak budeme konať pomaly alebo nesprávne. Aby sme sa vyhli takémuto smutnému osudu, mali by sme vstúpiť na referenčnú obežnú dráhu, pre ktorú by sme mali:
  1. Zastavte otáčanie bloku stlačením tlačidla číslo 5. tzv. Režim KillRot (zastavenie rotácie). Po zafixovaní polohy sa režim automaticky vypne.
  2. Tlačidlom prepnite pohľad zozadu na pohľad spredu C.
  3. Stlačením tlačidla prepnite indikátor čelného skla do orbitálneho režimu (Orbit Earth hore). H.
  4. Keys číslo 2(otočiť sa) číslo 8(stlmiť) Číslo 1(odbočiť vľavo) číslo 3(pravá odbočka) číslo 4(rolovať doľava) číslo 6(otočte doprava) a číslo 5(doraz otáčania) otočte blok v smere jazdy s uhlom sklonu približne 22 stupňov a zafixujte polohu.
  5. Spustite postup štartovania motora (najprv Číslo + potom, bez opustenia, ctrl).
Ak urobíte všetko správne, obrázok bude vyzerať takto:


Po naštartovaní motora:
  1. Vytvorte rotáciu, ktorá zafixuje uhol sklonu (pár kliknutí na číslo 8 a uhol sa výrazne nezmení).
  2. Počas prevádzky motora udržujte uhol sklonu v rozmedzí 25-30 stupňov.
  3. Keď sú hodnoty periapsis a apoapsis v oblasti 160-170 km, vypnite motor tlačidlom počet *.
Ak všetko pôjde dobre, bude to niečo ako:


Najnervóznejšia časť je za nami, sme na obežnej dráhe, nie je kam spadnúť.
Etapa 2. Vstup na strednú obežnú dráhu
Kvôli nízkemu pomeru ťahu a hmotnosti sa musí apocentrum až na 35 700 km zdvihnúť v dvoch etapách. Prvým stupňom je vstup na strednú obežnú dráhu s apocentrom ~5000 km. Špecifikom problému je, že je potrebné zrýchliť, aby sa ukázalo, že apocentrum je vzdialené od rovníka, t.j. musia byť zrýchlené symetricky okolo rovníka. Pomôže nám v tom projekcia štartovacej schémy na mape Zeme:


Obrázok pre nedávno uvedený Turksat 4A, ale to nevadí.
Príprava na vstup na strednú obežnú dráhu:
  1. Prepnite ľavý multifunkčný displej do režimu mapy ( Ľavý Shift F1, Ľavý Shift M).
  2. R, spomaľte 10-krát T) počkajte, kým preletíte nad Južnou Amerikou.
  3. Orientujte blok do polohy podľa vektora orbitálnej rýchlosti (nos v smere pohybu). Môžete stlačiť tlačidlo [ takže automatika to robí, ale tu to nie je veľmi efektívne, je lepšie to urobiť ručne.
Malo by to dopadnúť asi takto:


V oblasti zemepisnej šírky 27 stupňov musíte zapnúť motor a pri zachovaní orientácie pozdĺž vektora orbitálnej rýchlosti letieť, kým nedosiahnete apocentrum 5000 km. Môžete povoliť 10-násobné zrýchlenie. Po dosiahnutí apocentra 5000 km vypnite motor.

Hudba je podľa mňa veľmi vhodná na zrýchlenie na obežnej dráhe


Ak všetko pôjde dobre, dostaneme niečo ako:

Etapa 3. Vstup na prenosovú dráhu
Veľmi podobné štádiu 2:
  1. S pomocou zrýchlenia času (zrýchlite 10-krát R, spomaľte 10-krát T, mozes kludne zrychlit na 100x, 1000x neradim) pockaj az do preletu nad Juznou Amerikou.
  2. Orientujte blok do polohy podľa vektora orbitálnej rýchlosti (nos v smere pohybu).
  3. Otočte blok smerom nadol, aby ste zachovali orientáciu pozdĺž vektora orbitálnej rýchlosti.
  4. V oblasti zemepisnej šírky 27 stupňov je potrebné zapnúť motor a pri stabilizácii pozdĺž vektora orbitálnej rýchlosti letieť až do apocentra 35 700 km. Môžete povoliť 10-násobné zrýchlenie.
  5. Keď sa v externej palivovej nádrži minie palivo, resetujte ju stlačením D. Znova naštartujte motor.


Po vynulovaní palivovej nádrže je viditeľná práca depozičných motorov


Výsledok. Upozorňujeme, že som sa ponáhľal vypnúť motor, apocentrum je 34,7 tisíc km. Nie je to strašidelné, pre čistotu experimentu to nechajme tak.


Nádherný výhľad
Etapa 4. Zmena sklonu obežnej dráhy
Ak ste urobili všetko s malými chybami, potom bude apocentrum blízko rovníka. Postup:
  1. Čas zrýchlenia na 1000x, počkajte na priblíženie sa k rovníku.
  2. Orientujte blok kolmo na let, nahor pri pohľade z vonkajšej strany obežnej dráhy. Na to je vhodný automatický režim Nml +, ktorý sa aktivuje stlačením tlačidla ; (ona je dobre)
  3. Zapnite motor.
  4. Ak po manévri resetovania náklonu zostane palivo, môžete ho minúť na zvýšenie periapsie.
  5. Po vyčerpaní paliva tlačidlom J oddeľte satelit, odhaľte jeho solárne panely a antény Alt-A, Alt-S


Východisková poloha pred manévrom


Po manévri
Fáza 5. Nezávislé vypustenie satelitu do GSO
Satelit má motor, pomocou ktorého môžete zdvihnúť periapsiu. Aby sme to dosiahli, v oblasti apocentra orientujeme satelit pozdĺž vektora orbitálnej rýchlosti a zapneme motor. Motor je slabý, je potrebné opakovať niekoľkokrát. Ak urobíte všetko správne, satelitu zostane ešte asi 20 % paliva na korekciu orbitálnych porúch. V skutočnosti vplyv Mesiaca a iných faktorov vedie k tomu, že obežná dráha satelitov je skreslená a na udržanie požadovaných parametrov musíte míňať palivo.
Ak vám všetko vyšlo, obrázok bude vyzerať takto:

Malá ukážka toho, že satelit GSO sa nachádza nad jedným miestom na Zemi:

Schéma štartu Turksat 4A, pre porovnanie




UPD: po konzultácii s , nahradili škaredý domáci pauzovací papier z Orbiter's Prograde / Retrograde za skutočný termín "pre / proti vektoru orbitálnej rýchlosti"
UPD2: Kontaktoval ma špecialista na prispôsobenie užitočného zaťaženia pre „Breeze-M“ GKNPT. Khrunichev, pridal k článku niekoľko komentárov:

  1. Na suborbitálnej dráhe (začiatok 1. etapy) sa v skutočnosti nezobrazuje 28 ton, ale o niečo menej ako 26, pretože RB nie je úplne natankované.
  2. Gravitačné straty sú len 1-2%

Značky:

  • astronautika
  • Orbiter
  • vánok-m
Pridať značky

Moskva. 22. októbra. INTERFAX.RU - Horný stupeň Briz-M, ktorý bol zodpovedný za augustovú nehodu kozmických lodí Express-MD2 a Telkom 3, sa zrútil na nízkej obežnej dráhe Zeme a jeho úlomky teraz predstavujú potenciálnu hrozbu pre bezpečnosť Medzinárodnej vesmírnej stanice. (ISS). “Rozchod sa odohral 16. októbra. Zároveň sa vytvorilo asi päť objektov, ktoré sa dostali na dráhy s výškami od 5 000 km do 250 km. Potenciálna riziková zóna zahŕňa veľké množstvo kozmických lodí vrátane Medzinárodnej vesmírnej stanice, ktorá letí vo výške asi 400 km, “povedal zdroj z raketového a vesmírneho priemyslu pre Interfax. Poznamenal, že nešlo o výbuch - "Breeze-M bol jednoducho rozdelený na priehradky."

Podľa partnera, napriek zrúteniu posilňovača, sa kontrola bezpečnosti letu ISS vykonáva ako zvyčajne, pretože na trase letu stanice sú monitorované aj ďalšie „vesmírne odpadky“. "Je to len to, že sa v zozname potenciálne nebezpečných objektov objavili nové prvky," uviedol zdroj. Keď hovoríme o satelitoch Express-MD2 a Telkom 3, partner agentúry povedal, že sú stále na vysokých a stabilných obežných dráhach. "Nie je potrebné hovoriť o hrozbe, ktorá z nich vychádza, alebo o možnosti ich pádu na Zem v blízkej budúcnosti," povedal.

V Riadiacom stredisku misie pri Moskve zároveň Interfaxu oznámili, že trosky zničeného horného stupňa Breeze-M ešte nepredstavujú hrozbu pre ISS. „Prvky vytvorené rozpadom Breeze-M v súčasnosti nepredstavujú hrozbu pre ISS,“ uviedol zástupca MCC s tým, že úlomky sú skutočne vo výškach blízkych výške obežnej dráhy stanice.

Predtým Nathan Eismont, vedúci výskumník z Inštitútu pre výskum vesmíru Ruskej akadémie vied, pre Interfax povedal, že horný stupeň Breeze-M, ktorý je po nehode so satelitmi Express-MD2 a Telkom 3 na mimodizajnovanej obežnej dráhe , môže sa prehriať a explodovať a zanechať za sebou oblak kovových úlomkov. „Horný stupeň nedotiahol letový program do konca, takže z pôvodných 20 ton paliva v ňom zostala asi polovica. Je ťažké povedať, k čomu to povedie, ale je možné, že palivo môže explodovať z prehriatia slnečným žiarením, “uviedol.

Takéto prípady už podľa neho v histórii svetovej kozmonautiky boli. Častejšie ako iné vesmírne technológie vybuchujú na obežnej dráhe tretie stupne rakiet, ktoré sa dostávajú do atmosféry so zvyšným palivom.

Ako vysvetlil Neusmont, pri bežnej odstávke horného stupňa z neho odteká zvyšné palivo, čo sa však v prípade havárie nedeje. "V tomto prípade sa hornému stupňu môže stať čokoľvek," povedal.

Breeze-M, poznamenal špecialista, zabezpečuje zabezpečenie tepelného režimu, ale nie na dlhú dobu. Vytvorenie režimu tepelnej ochrany, nahradenie Slnka buď jednou alebo druhou stranou horného stupňa, nebude fungovať, pretože neexistuje spôsob, ako ho ovládať, povedal Eismont.

Nevylúčil ani také scenáre, ako je detonácia paliva v dôsledku prehriatia alebo vznietenia horľavého paliva v prípade úniku z nádrže. Smer rozptylu úlomkov horného stupňa pri výbuchu bude závisieť od mnohých podmienok a nie je možné povedať, v akej vzdialenosti od miesta detonácie sa úlomky rozptýlia.

Nosná raketa Proton-M s horným stupňom Breeze-M a dvoma komunikačnými satelitmi - ruským Express-MD2 a indonézskym Telkom 3 odštartovala 6. augusta z kozmodrómu Bajkonur. Nosná raketa fungovala normálne. Ďalšie vypúšťanie satelitov sa malo uskutočniť štyrmi inklúziami hlavného pohonného systému horného stupňa.

Tretie zaradenie trvalo menej, ako sa očakávalo. Satelity boli vypustené na mimodizajnovú obežnú dráhu. Havarijná komisia dospela k záveru, že k nehode došlo v dôsledku upchatia tlakového potrubia prídavných palivových nádrží posilňovacieho bloku Briza-M. Kvôli nehode ich vedenie GKNPTs. Khrunichev - vývojár a výrobca pretaktovacej jednotky.

Rodina Breeze horných stupňov - Breeze-M, Breeze-KM - je príkladom prístroja vyvinutého po rozpade ZSSR. Dôvodov tohto vývoja bolo niekoľko:

  • Na základe UR-100 ICBM bola vyvinutá konverzná nosná raketa „Rokot“, pre ktorú by bol užitočný horný stupeň (RB).
  • Na Protóne sa na štart na GSO použil DM RB, ktorý využíval pár kyslík-petrolej, ktorý bol pre Protón „nepôvodný“, mal autonómny čas letu iba 7 hodín a jeho nosnosť mohla zvýšiť.

Vývojárom vyšších etáp rodiny Breeze je Štátne vesmírne výskumné a výrobné centrum Khrunichev. V rokoch 1990-1994 prebehli skúšobné štarty a v máji až júni 2000 sa uskutočnili lety oboch modifikácií Breeze - Breeze-KM pre Rokot a Breeze-M pre Proton. Hlavným rozdielom medzi nimi je prítomnosť ďalších odhoditeľných palivových nádrží na Breeze-M, ktoré poskytujú väčšiu rezervu charakteristickej rýchlosti (delta-V) a umožňujú vypúšťanie ťažších satelitov.



Bloky rodiny Breeze sa vyznačujú veľmi hustým rozložením:





Vlastnosti technických riešení:

  • Motor je vo vnútri „skla“ v nádrži
  • Nádrže obsahujú aj héliové fľaše na tlakovanie.
  • Nádrž na palivo a okysličovadlo majú spoločnú stenu (vďaka použitiu dvojice UDMH/AT nejde o technickú náročnosť), nedochádza k zväčšeniu dĺžky bloku vďaka medzinádržovému priestoru
  • Nádrže sú nosné – nie sú tam žiadne silové nosníky, ktoré by si vyžadovali dodatočnú hmotnosť a zväčšovali dĺžku
  • Zhodené nádrže sú vlastne polovicou javiska, čo si na jednej strane vyžaduje dodatočnú váhu na stenách, na druhej strane vám umožňuje zvýšiť charakteristickú rýchlostnú rezervu vysypaním prázdnych nádrží.

Husté usporiadanie šetrí geometrické rozmery a hmotnosť, no má aj svoje nevýhody. Motor, ktorý pri chode vyžaruje teplo, je veľmi blízko nádrží a potrubí.

Kombinácia vyššej (v rámci špecifikácie o 1-2 stupne) teploty paliva s vyšším tepelným namáhaním motora počas prevádzky (aj v rámci špecifikácie) viedla k varu okysličovadla, narušeniu chladenia TČ. turbíny kvapalným okysličovadlom a porušením jej činnosti, čo spôsobilo nehodu RB pri štarte satelitu Yamal-402 v decembri 2012.


Ako motory RB sa používa kombinácia troch typov motorov: sustainer S5.98 (14D30) s ťahom 2 tony, štyri korekčné motory (v skutočnosti ide o depozičné motory, ullage motory), ktoré sa zapínajú pred spustením motora. Udržiavací motor na usadzovanie paliva na dne nádrží a dvanásť orientačných motorov s ťahom 1,3 kg. Udržiavací motor má napriek otvorenému okruhu veľmi vysoké parametre (tlak v spaľovacej komore ~ ​​100 atm, špecifický impulz 328,6 s). Jeho "otcovia" boli na marťanských staniciach "Phobos" a "starí otcovia" - na pristávacích lunárnych staniciach typu "Luna-16". Je možné zaručiť, že sa hlavný motor zapne až osemkrát a doba aktívnej existencie bloku nie je kratšia ako jeden deň.


Hmotnosť plne palivového bloku je až 22,5 tony, užitočné zaťaženie dosahuje 6 ton. Celková hmotnosť bloku po oddelení od tretieho stupňa nosnej rakety je však o niečo menšia ako 26 ton. Pri štarte na geoprechodnú obežnú dráhu sa RB nedoplňuje palivo a plne naplnená nádrž na priamy štart na GSO priniesla maximálne 3,7 tony užitočného zaťaženia. Pomer ťahu a hmotnosti bloku sa ukázal byť ~ 0,76 . Toto je nedostatok Breeze RB, ale malý. Faktom je, že po oddelení sú RB + PN na otvorenej obežnej dráhe, čo si vyžaduje impulz na dodatočné stúpanie a malý ťah motora vedie k gravitačným stratám. Gravitačné straty sú asi 1-2%, čo je dosť málo. Dlhé obdobia prevádzky motora tiež zvyšujú požiadavky na spoľahlivosť. Na druhej strane má sustainer motor garantovanú životnosť až 3200 sekúnd (takmer hodinu!).


Výkonové charakteristiky horného stupňa "Breeze-KM"

  • Zloženie - Monoblok s kónickým priestorom nádrže a udržiavacím motorom umiestneným vo výklenku nádrže „G“.
  • Aplikácia - ako súčasť nosnej rakety Rokot ako III. stupeň
  • Hlavné vlastnosti - Schopnosť manévrovať za letu.
  • Počiatočná hmotnosť, t - 6,475
  • Doplniteľný zdroj paliva (AT + UDMH), t - do 5,055
  • Typ, počet a ťah v prázdnote motorov:
    • LRE 14D30 (1 ks), 2,0 tf (pochodový),
    • LRE 11D458 (4 ks) po 40 kgf (korekčné motory),
    • 17D58E (12 ks) 1,36 kgf každý (orientačný a stabilizačný motor)
  • Maximálny čas autonómneho letu, hodina. - 7
  • Prvý letový rok - máj 2000

Výkonové charakteristiky horného stupňa "Breeze-M"

  • Zloženie - Horný stupeň, pozostávajúci z centrálnej jednotky založenej na RB "Breeze-KM" a okolitej odhoditeľnej prídavnej toroidnej palivovej nádrže.
  • Aplikácia - ako súčasť nosnej rakety Proton-M, nosnej rakety Angara-A3 a nosnej rakety Angara-A5
  • Kľúčové vlastnosti
    • extrémne malé rozmery;
    • možnosť spustenia ťažkých a veľkých kozmických lodí;
    • možnosť dlhodobej prevádzky za letu
  • Počiatočná hmotnosť, t - do 22,5
  • Doplniteľný zdroj paliva (AT + UDMH), t - do 20
  • Počet inklúzií hlavného motora - až 8
  • Maximálny čas autonómneho letu, hodina. - najmenej 24 (podľa TTZ)