ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ РН Создание РН 14 А 15 началось в 2008 г. ФГУП ГНП-РКЦ «ЦСКБ-Прогресс» . РН 14 А 15 это двухступенчатая РН легкого класса обеспечивающая выведение полезной нагрузки (ПН) массой до 2800 кг на низкую околоземную орбиту и ПН массой 1400 кг на солнечно-синхронную орбиту с использованием блока выведения «Волга» . РН является дальнейшей модернизацией РН типа «Союз-2» (РН «Союз 2. 1 б» ) и имеет высокий уровень преемственности и совместимости с семейством РН типа «Союз» . РН «Союз-1» была разработана ФГУП ЦСКБ «Прогресс» в интересах Российской космической программы и для осуществления международных коммерческих проектов. РН «Союз-1» унифицирована с существующей инфраструктурой (ТК и СК) РН «Союз-2» . В настоящее время в обеспечение пусков РН планируется использовать существующую инфраструктуру на космодроме Плесецк. В состав РН «Союз-1» входит множество приборов и подсистем которые успешно прошли летные испытания в составе РН типа «Союз-2» . Их надежность была доказана многолетним опытом успешной эксплуатации РН семейства «Союз» и РН «Союз-2» в частности. В настоящее время РН проходит экспериментальную наземную отработку, а в соответствии с генеральным графиком создания первый пуск РН запланирован во II кв. 2012 года.
ОПИСАНИЕ КРН И ККС РН 14 А 15 В состав комплекса 14 К 35 с РН 14 А 15 входят: -двухступенчатая ракета-носитель 14 А 15; -унифицированный технический комплекс РН, созданный на космодроме "Плесецк" и используемый для подготовки РН 14 А 14 (этапы 1 а и 1 б) и дооборудованный в обеспечение подготовки РН 14 А 15; - стартовый комплекс, космодром "Плесецк“ (17 П 32 -С 4); - комплекс средств измерений, сбора и обработки информации на участке выведения (функционально входящий в КРН); - комплект оборудования для транспортирования ракет-носителей и их составных частей (функционально входящий в КРН). 14 А 15 является двухступенчатой РН, выполненной по схеме "тандем". В состав РН входят следующие составные части: - первая ступень с маршевым двигателем 14 Д 15 разработки ОАО «Кузнецов» и рулевым двигателем 14 Д 24 разработки ОАО "КБХА"; - вторая ступень с двигателем 14 Д 23 разработки ОАО "КБХА" (в качестве II ступени используется III ступень РН "Союз-2" этапа 1 б с доработкой); - бортовая аппаратура системы управления; - бортовая система телеметрических измерений; - система внешнетраекторных измерений; - бортовые средства измерения уровня заправки; Связь между блоком первой ступени и блоком второй ступени осуществляется с помощью фермы, входящей в состав первой ступени и обеспечивающей «горячее» разделение блоков. На ферме располагаются средства разделения, разъемные соединения пневматических и гидравлических коммуникаций ДУ, электрические соединители систем управления и измерения. На РН 14 А 15 предусмотрена установка магистрали СТВВД для подачи термостатирующего воздуха высокого давления под ГО
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНОГО ЗАДЕЛА РН "СОЮЗ-2" ЭТАПА 1 Б Ракета-носитель 14 А 15 разрабатывается на базе РН «Союз-2» этапа 1 Б посредством снятия боковых блоков, установкой на центральном блоке двигателя 14 Д 15, рулевого двигателя 14 Д 24 и применением серийного головного обтекателя ракеты-носителя «Союз» . Серийный головной обтекатель Ø 3, 0 м Блок III ступени Верхняя часть центрального блока РН "Союз-2" этапа 1 б РН "Союз-1"
КООПЕРАЦИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ-ИЗГОТОВИТЕЛЕЙ Головной обтекатель «ЦСКБ-Прогресс» Вторая ступень «ЦСКБ-Прогресс» Бортовая аппаратура системы измерения ОАО «Российские космические системы» Двигатель 14 Д 23 ОАО «КБХА» Первая ступень «ЦСКБ-Прогресс» Двигатель 14 Д 24 ОАО «КБХА» Блок выведения «Волга» «ЦСКБ-Прогресс» Переходной отсек «ЦСКБ-Прогресс» Бортовая аппаратура системы управления НПО «Автоматика» НПО «Квант» НПО «Электромеханика» Бортовая система средств измерения уровня заправки ОАО РКК «Энергия» Двигатель 14 Д 15 ОАО «Кузнецов»
ХАРАКТЕРИСТИКИ РН 14 А 15 Переходной отсек Вторая ступень 2660 диаметр / 27370 длина / 2950 максимальный диаметр 2660 диаметр / 6745 длина 129000 26000 9300 2800 Несущие баки, каркасные отсеки из алюминиевых сплавов 14 Д 15 маршевый 14 Д 24 рулевой РД 0124 Тяга двигателя, Блок выведения «Волга» Первая ступень Используемый двигатель Головной обтекатель Характеристики 178, 8 у земли 199, 81 в пустоте 30 Импульс двигателя, кгс*с/кг 292, 1 у земли 326, 5 в пустоте 359 «Горячее» , пирозамки на межблочной ферме Пирозамки и толкатели разделения с БВ «Волга» Система управления Цифровая. Командные приборы, преобразующее оборудование Цифровая. БЦВМ, командные приборы Органы обеспечения управляемости Камеры сгорания рулевого двигателя РД 0110 Р, рулевые машины с гидравлическим приводом Камеры маршевого двигателя РД 0124, рулевые машины с гидравлическим приводом Габариты, мм Масса заправленной ступени, кг Масса конструкции ступени, кг Вторая ступень Тип конструкции Первая ступень Тип разделения
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РН 14 А 15 С ГО 98 КС Параметры орбит выведения Космодром Наклонение, Минимальная Максимальная высота … орбиты, км Плесецк Масса полезного груза, кг 62, 8 196 240 2580 63, 3 196 240 2780 64, 9 196 240 2500 80, 4 196 240 2890 82, 4 196 240 3050 99, 3 196 240 2680
БЛОК ВТОРОЙ СТУПЕНИ 14 С 54 Бак " Г" Межбаковый отсек 6745 Бак "О" Хвостовой отсек 175 Вторая ступень представляет собой моноблок длиной 6745 мм и диаметром 2660 мм. Вторая ступень состоит из: • корпуса бака горючего с цилиндрической юбкой; • корпуса бака окислителя с цилиндрической юбкой, образующей вместе с баком горючего, межбаковый отсек; • хвостового отсека; • бортовой аппаратуры и бортовой кабельной сети систем управления, измерения и внешнетраекторых измерений, средств измерения уровня заправки; . • двигательной установки. Блок полностью заимствуется с блока третьей ступени РН «Союз-2» этапа 1 б и РН «Союз-СТ-Б» , в составе которых было осуществлено шесть успешных пусков. На юбке бака горючего располагается стыковочный шпангоут с переходным отсеком космической головной части, электрические и пневмно-гидравлические стыки связей с КГЧ. Баки несущие. Сухие отсеки каркасные, с поперечным и продольным силовым набором. Днища баков сферические. Бортовая аппаратура расположена в межбаковом отсеке. Пневматические и гидравлические магистрали, а также бортовая кабельная сеть проложены в трех раздельных желобах (два кабеля БКС и один пневмогидромагистралей), расположенных на внешних поверхностях баков и сухих отсеков. Двигатель второй ступени 14 Д 23 устанавливается на конической юбке, нижнего днища бака окислителя. Хвостовой отсек состоит из трех створок, сбрасываемых после отделения первой ступени. Двигатель 14 Д 23
БЛОК ПЕРВОЙ СТУПЕНИ 14 С 55 Ферма переходная Приборный отсек Бак "О" Опорные элементы 26855 Бортовая аппаратура СУ и СИ Межбаковый отсек Бак "Г" Хвостовой отсек Двигатели 14 Д 15 485 Первая ступень РН 14 А 15 имеет длину 27370 мм, диаметр баков и отсеков 2660 мм, а максимальный диаметр ступени составляет 2950 мм. Первая ступень состоит из: • переходной фермы; • отражателя; • приборного отсека; • корпуса бака окислителя; • корпуса бака горючего с цилиндрической юбкой, образующей вместе с баком окислителя, межбаковый отсек; • хвостового отсека; • бортовой аппаратуры и бортовой кабельной сети систем управления, измерения и средств измерения уровня заправки; • двигательной установки. Верхняя часть бака окислителя с переходной фермой полностью заимствуется с блока второй ступени РН 14 А 14. Конструкция баков и каркасных отсеков основана на конструкции баков РН 14 А 14 с использованием конструктивных и технологических решений, внедренных и проверенных на РН семейства «Союз» . Заимствование агрегатов и конструктивных элементов достигает 80%. Бортовая аппаратура расположена в приборном, межбаковом и хвостовом отсеках. Пневматические и гидравлические магистрали, а также бортовая кабельная сеть проложены в двух раздельных желобах, расположенных диаметрально противоположно другу на внешних поверхностях баков и сухих отсеков. Маршевый двигатель 14 Д 15 устанавливается на нижнем коническом днище бака горючего. Рулевой двигатель 14 Д 24 устанавливается на силовом кольце двигателя, являющимся одновременно нижней частью хвостового отсека. Двигатель является развитием двигателя РД 0110, который применяется на третьей ступени РН «Союз-У» , «Союз-2» этапа 1 а. В хвостовом отсеке располагаются люки обслуживания двигателей и магистралей ПГС, электрических связей, связи с наземным оборудованием стартового сооружения. Хвостовой отсек защищен от воздействия тепловых потоков и излучения пламени двигателей первой ступени теплозащитным покрытием. Двигатель 14 Д 24
БЛОК ПЕРВОЙ СТУПЕНИ 14 С 55 КОНСТРУКТИВНОЕ ОПИСАНИЕ БЛОКА ПЕРВОЙ СТУПЕНИ Блок I ступени состоит из двух полублоков: верхнего (1 А) и нижнего (2 А). Верхний полублок включает в себя: переходную ферму, отражатель, приборный отсек, бак окислителя. Нижний полублок включает в себя: бак горючего, верхнюю часть хвостового отсека, среднюю часть хвостового отсека, нижнюю часть корпуса хвостового отсека, двигатели 14 Д 24 и 14 Д 15. ПЕРЕХОДНАЯ ФЕРМА Переходная ферма заимствуется с блока II ступени РН 14 А 14 этапа 1 б (14 С 53. А 3700 -0) со следующими доработками: - устанавливается разъемное соединение 374 БЛ 04. 7301 -0, обеспечивающее зарядку "холодным" гелием погруженных баллонов в баке окислителя блока II ступени; - для исключения перетекания воздушной среды из хвостового отсека блока II ступени по желобам БКС и ПГС в блок I ступени в желобах БКС и ПГС (расположенных на переходной ферме) должны быть установлены перегородки из ППУ-35 -08 толщиной от 50 до 100 мм. ОТРАЖАТЕЛЬ Отражатель заимствуется с блока II ступени РН 14 А 14 этапа 1 б (14 С 53. А 3200 А-0) с доработками в части установки магистрали зарядки "холодным" гелием погруженных баллонов в баке окислителя блока II ступени.
БЛОК ПЕРВОЙ СТУПЕНИ 14 С 55 КОНСТРУКТИВНОЕ ОПИСАНИЕ БЛОКА ПЕРВОЙ СТУПЕНИ ПРИБОРНЫЙ ОТСЕК Приборный отсек конструктивно должен заимствоваться с блока II ступени РН 14 А 14 этапа 1 б (14 С 53. А 3100 -0) с доработками в части размещения дренажей бака окислителя по новым координатам и размещения клапана "дыхания" бака окислителя, а также в части размещения дополнительных вырезов для желоба БКС. Внутри корпуса ПО к силовому набору должны крепиться кронштейны для установки бортовой аппаратуры, монтажей ПГСх и БКС. На внешней поверхности ПО должны быть установлены обтекатели для защиты от аэродинамического и теплового воздействия. На внешней поверхности ПО предусмотрены ниши с самозакрывающимися крышками, для установки электроразъемных соединений "Борт-Земля" по системе управления, системе измерения. Конструкция крышек идентична конструкции на базовом изделии РН 14 А 14. Для проведения термостатирования ПО в его внешней поверхности должны быть предусмотрены два отверстия, под стыковку с рукавами системы термостатирования, снабженные самозакрывающимися крышками и 5 отверстий для штатного дренажа ПО, снабженные обтекателями. Расположение дренажных отверстий аналогично базовому изделию. Конструкция крышек идентична конструкции на базовом изделии РН 14 А 14. Для проведения операций по обслуживанию на ТК и СК в приборном отсеке предусмотрены люки, закрываемые съемными крышками. Конструктивное исполнение заимствуется с базового изделия РН 14 А 14.
БЛОК ПЕРВОЙ СТУПЕНИ 14 С 55 КОНСТРУКТИВНОЕ ОПИСАНИЕ БЛОКА ПЕРВОЙ СТУПЕНИ БАК ОКИСЛИТЕЛЯ Корпус бака окислителя, предназначенного для размещения жидкого кислорода, конструктивно состоит из переднего и заднего днищ, двух конических и одной цилиндрической обечаек переменной толщины, свариваемых между собой и подкрепленных с внутренней стороны промежуточными шпангоутами. Верхнее днище бака окислителя, шпангоут днища, обечайка переднего конуса, верхний силовой пояс связей заимствуется с бака окислителя ЦБ РН 14 А 14 этапа 1 б с доработками, вызванными более высоким давлением наддува и изменением зон химического фрезерования, вызванного наличием двух желобов ПГС и БКС. Свариваемые детали оболочки бака изготавливаются из алюминиевого сплава АМг 6. Конструкция верхнего силового пояса аналогична базовому изделию РН 14 А 14. В опорный кронштейн ВСП установлены опорные элементы, представляющие собой верхнюю часть бокового блока Б (В, Г, Д) с сохранением конструкции опорного гнезда под несущие стрелы СК как на базовом изделии РН 14 А 14.
БЛОК ПЕРВОЙ СТУПЕНИ 14 С 55 КОНСТРУКТИВНОЕ ОПИСАНИЕ БЛОКА ПЕРВОЙ СТУПЕНИ БАК ГОРЮЧЕГО Корпус бака горючего, предназначенного для размещения керосина, конструктивно состоит из клепаной цилиндрической обечайки, переднего и заднего днищ свариваемых между собой через ряд цилиндрических обечаек, подкрепленных с внутренней стороны промежуточными шпангоутами. Свариваемые детали оболочки бака изготавливаются из алюминиевого сплава АМг 6. Детали, не идущие под сварку, изготавливаются из сплавов Д 16 Т или АК 6.
БЛОК ПЕРВОЙ СТУПЕНИ 14 С 55 КОНСТРУКТИВНОЕ ОПИСАНИЕ БЛОКА ПЕРВОЙ СТУПЕНИ ХВОСТОВОЙ ОТСЕК Хвостовой отсек предназначен для размещения и защиты от аэродинамических и тепловых воздействий расположенных в нем: маршевого двигателя, рулевого двигателя, БА, элементов ПГСх и БКС, а также размещения узлов силовой связи УН СК. Корпус ХО представляет собой клепаную конструкцию, состоящую из трех частей (верхней части ХО, средней части ХО и кольца двигателя), соединенных между собой через торцевые шпангоуты. ХО образуется в процессе монтажа составных частей на силовом шпангоуте нижнего днища бака горючего. Нижняя, средняя и верхняя части ХО стыкуются между собой при помощи стальных шпилек и болтов. Для обслуживания на ТК и СК в корпусе ХО предусмотрены люки, закрываемые съемными крышками. . Нижняя часть ХО предназначена для размещения рулевого двигателя, элементов ПГСх, СУВТ и БКС РН. В конструкция силового кольца предусмотрена установка между плоскостями стабилизации отрывных электрических соединителей и пневморазъемных соединений, закрываемых обтекателями от воздействия набегающего воздушного потока.
БЛОК ПЕРВОЙ СТУПЕНИ 14 С 55 КОНСТРУКТИВНОЕ ОПИСАНИЕ БЛОКА ПЕРВОЙ СТУПЕНИ ХВОСТОВОЙ ОТСЕК Коническое днище бака «Г» Разделительный клапан окислителя Ребра жесткости ( 4 шт. ) Магистраль горючего Двигатель 14 Д 15 Рулевая машинка Качающиеся камеры рулевого двигателя 14 Д 24 ТНА рулевого двигателя
БЛОК ПЕРВОЙ СТУПЕНИ 14 С 55 КОНСТРУКТИВНОЕ ОПИСАНИЕ БЛОКА ПЕРВОЙ СТУПЕНИ ХВОСТОВОЙ ОТСЕК
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ 14 Д 15 Тяга номинальная: - у Земли – 154, 5 тс - в пустоте – 172, 0 тс Удельный импульс тяги: - у Земли – 297, 6 кгс·с/кг - в пустоте – 331, 2 кгс·с/кг Масса сухого двигателя: 1250 кг Массовое соотношение компонента: 2, 6 Диапазон регулирования двигателя: Двигатель 14 Д 15 от 100% до 55% Pк ном
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ 14 Д 24 Тяга: - у Земли – - в пустоте – Удельный импульс тяги: - у Земли – - в пустоте – Масса сухого двигателя: Массовое соотношение компонентов: 24, 28 тс 27, 81 тс 260, 5 кгс·с/кг 298, 3 кгс·с/кг 425 кг 2, 188
УСТАНОВКА МАРШЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ 14 Д 15 С РУЛЕВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ 14 Д 24 Коническое днище бака «Г» Разделительный клапан окислителя Ребра жесткости ( 4 шт) Магистраль горючего Переходной конус Двигатель НК-33 Шпангоуты силового кольца крепления рулевого двигателя (обшивка, стрингера и промежуточные шпангоуты условно не показаны) Качающиеся камеры рулевого двигателя ТНА рулевого двигателя Рулевая машинка
ОТЛИЧИЯ СЗБ 98 КС ОТ БАЗОВОГО СЗБ 11 С 529 ПОД ИЗДЕЛИЕ 11 Ф 695 Головной обтекатель 3 м Зона ПГ СЗБ с БВ «Волга» имеет следующие отличия от базового: на переходном отсеке: § устанавливаются выносные антенные устройства БВ «Волга» § устанавливаются дополнительные отрывные разъёмы РО-100 (3 шт. ); § на стыке БВ с Пх. О устанавливаются шесть отрывных плат и восемь пирозамков; на внутренней поверхности ГО: § наносится теплоизоляция из пенополиуретана толщиной не менее 20 мм. БВ "Волга" Переходный отсек Для обеспечения термостатирования ПГ при стоянке на СК после отвода колонн АО в конструкции СЗБ предусматриваются магистрали и коллекторы подачи термостатирующего воздуха от СТВВД внутрь СЗБ. Один коллектор устанавливается в Пх. О, второй – в верхней части ГО.
БЛОК ВЫВЕДЕНИЯ «ВОЛГА» Блок выведения «Волга» в составе ракет-носителей «Союз-2» этапов 1 а, 1 б и 1 в обеспечивает выведение полезной нагрузки на низкие круговые орбиты высотой до 1500 км, а также на солнечно-синхронные орбиты с высотой до 850 км с космодромов Плесецк и Байконур. Блок выведения «Волга» обеспечивает решение следующих задач: • перевод одного или нескольких КА с опорной орбиты на рабочую за время 60 -120 минут; • стабилизацию головного блока на пассивных и активных участках полета; • контроль состояния БВ и полезной нагрузки в процессе выведения; • ориентацию головного блока на пассивных участках полета и перед отделением КА, а также, в случае необходимости, обеспечение закрутки головного блока; • затопление (или увод) блока выведения с рабочей орбиты за время, не превышающее 24 часа.
БЛОК ВЫВЕДЕНИЯ «ВОЛГА» Основные характеристики Масса, кг - в заправ. состоянии - «сухая» - топливо 1190 - 1790 890 300 - 900 Габариты, мм - максимальный размер - высота 3100 1025 Тяга двигателя, кгс 300 Удельный импульс, кгс·с/кг 307 Энергетические возможности при использовании в составе с РН «Союз-2 -1 в» , кг Нср=1000 км, i=62, 8 о Нкр=1500 км, i=82, 4 о ССО: Нкр=835 км; i=98, 7 1700 1400
БЛОК ВЫВЕДЕНИЯ «ВОЛГА» Блок выведения «Волга» в составе ракет-носителей «Союз-2» этапов 1 а, 1 б и 1 в обеспечивает выведение полезной нагрузки на низкие круговые орбиты высотой до 1500 км, а также на солнечносинхронные орбиты с высотой до 850 км с космодромов Плесецк и Байконур. Блок выведения «Волга» обеспечивает решение следующих задач: • перевод одного или нескольких КА с опорной орбиты на рабочую за время 60 -120 минут; • стабилизацию головного блока на пассивных и активных участках полета; • контроль состояния БВ и полезной нагрузки в процессе выведения; • ориентацию головного блока на пассивных участках полета и перед отделением КА, а также, в случае необходимости, обеспечение закрутки головного блока; • затопление (или увод) блока выведения с рабочей орбиты за время, не превышающее 24 часа. Энергетические возможности при использовании в составе РН «Союз-2 -1 в» Орбита Нср=1000 км, i=62, 8 о Нкр=1500 км, i=82, 4 о ССО: Нкр=835 км; i=98, 7 Масса ПГ (КА + адаптер), кг 1700 1400 Масса, кг - в заправ. состоянии - "сухая" - топливо Габариты, мм - максимальный размер - высота Тяга двигателя, кгс Удельный импульс, кгс*с/кг 1200 - 1800 900 300 - 900 3100 1025 300 22 307
БЛОК ВЫВЕДЕНИЯ «ВОЛГА» Бортовая аппаратура Электрические платы связи с КА Плоскость стыка БВ-ПГ БОКЗ-М 60 БСКВУ-БВ Плоскость стыка Пх. О-БВ Силовая конструкция со стрингерами и шпангоутами Объединенная двигательная установка В качестве двигательной установки на БВ «Волга» используется объединенная двигательная установка, разрабатываемая для космических аппаратов дистанционного зондирования Земли с доработками.
Дооборудование СК 17 П 32 -С 4 в обеспечение запуска РН «Союз-2» этапа 1 в Головной обтекатель с РН “Союз” Ø 3, 0 Для обеспечения запуска РН «Союз-2» этапа 1 в планируется использовать существующий стартовый комплекс СК 17 П 32 -С 4 с доработкой: технологических систем СК (стартовая система, агрегат обслуживания, кабина обслуживания, система автоматизированного дистанционного управления, системы хранения и заправки компонентами топлива, системы обеспечения жатыми газами и др. ); строительной части (ресиверная). Блок II ступени с РН “Союз-2” этап 1 б Дополнительно поставляется специальное технологическое оборудование РН (ПЩС, приставки к ПЩС). Блок I ступени Вновь создается только система обеспечения сжатыми газами I ступени РН. Несущая стрела Опорная ферма Опорное кольцо Нижняя кабельная мачта Устройство направления Двигатель НК-33 Новый элемент конструкции РН с направляющим устройством