Sistemas de lançamento subaquático: como sair da água para a órbita ou para o espaço?

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Sistemas de lançamento subaquático: como sair da água para a órbita ou para o espaço?
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Anonim
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Você acha que eu quero falar mais uma vez sobre os "assassinos da cidade", esses predadores secretos das profundezas do mar, que com sua rajada podem apagar uma superfície comparável à área de mais de 300 megacidades no mundo? Não. Mais precisamente, não é realmente "não"! "Vamos transformar espadas em relhas de arado"[3]: vamos falar sobre os quase pacíficos foguetes "Swell", "Volna", "Calm", "Priboy" e "Rickshaw". Para ser preciso, ao nascer eles eram verdadeiros combatentes e podiam varrer quase qualquer país da face do planeta.

Foguete marinho e sistemas espaciais

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O ar "cheirava" … não, não era uma tempestade, mas puxava como um estrume (eu diria - merda): "glasnost" e "perestroika", "cooperação" e "novo pensamento político", "pluralismo" e " desarmamento".

Com o agravamento da situação econômica do país, a liderança soviética considerou a redução de armamentos e gastos militares como forma de solucionar os problemas financeiros, portanto, não exigiu garantias e providências adequadas de seus parceiros, ao mesmo tempo em que perdeu suas posições no cenário internacional.. [2]

Ele se concentrará em como o Centro de Mísseis do Estado do Design Bureau im. V. P. Makeeva (Miass) resolveu a questão da "conversão" na era da "perestroika" e após o fim dela.

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Em 1985, a empresa continuou ativamente o desenvolvimento de tecnologia de mísseis militares para as necessidades da Marinha da URSS: modernizou com sucesso os sistemas de mísseis D9RM e D19, desenvolveu e testou novos equipamentos de combate e realizou trabalho na criação e testes de campo do novo complexo estratégico R-39UTTKh / 3M91 Bark - SS -NX-28.

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Você pode se familiarizar com os produtos militares do GRC e suas características de desempenho seguindo os links:

→ Sistemas de mísseis de combate.

→ Características principais.

→ Início do mergulho. O resultado da atividade do Mechanical Engineering Design Bureau / Video review /.

Durante esses tempos, a liderança decidiu que a KBM precisava encontrar e conquistar seu nicho no tema foguete e espaço. Uma das direções deste trabalho foi a proposta de usar mísseis balísticos submarinos (SLBMs) para lançar cargas úteis ao espaço. Em primeiro lugar, chamaram a atenção para os SLBMs a serem desmontados após o término de suas vidas úteis e de acordo com o Tratado de Redução e Limitação de Armas Ofensivas Estratégicas.

Para produzir potes e panelas ou para fazer o que somos bons?

O trabalho foi realizado nas seguintes direções:

O pioneiro nesta área foi o míssil RSM-25 convertido (URAV VMF - 4K10, OTAN - SS-N-6 Mod 1, Sérvio): o veículo de lançamento "Swell", que foi usado para conduzir experimentos únicos em condições de curto termo gravidade zero, fornecido em uma seção passiva da trajetória (tempo de gravidade zero 15 minutos, nível de microgravidade 10-3g).

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A unidade consistia em 15 fornos exotérmicos, equipamento de medição de informações e comando, um sistema de pára-quedas de pouso suave. Vários materiais de partida foram colocados em fornos exotérmicos, em particular, silício-germânio, alumínio-chumbo, Al-Cu, supercondutor de alta temperatura e outros, dos quais, no decorrer do experimento sob gravidade zero a temperaturas em fornos de 600 ° C a 1500 ° C, caso fossem obtidos materiais com novas propriedades.

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Em 18 de dezembro de 1991, pela primeira vez na prática doméstica, um veículo lançador balístico com o módulo de tecnologia Sprint foi lançado de um submarino nuclear da classe Navaga (Projeto 667A Navaga, segundo o Ministério da Defesa dos Estados Unidos e classificação da OTAN - Yankee). O lançamento foi bem-sucedido e o cliente científico, NPO Kompomash, recebeu amostras exclusivas de novos materiais. Portanto, o primeiro passo foi dado no assunto foguete e espaço do KBM.

Mas nem tudo foi tão simples: aconteceu o Comitê de Emergência do Estado, depois a própria URSS deixou de existir, o governo e sua linha geral mudaram, Chubais e Gaidar, Yeltsin e seus generais e outras novas figuras

elite política. A raquete e a formação de novas “elites” empresariais:

Sistemas de lançamento subaquático: como sair da água para a órbita ou para o espaço?
Sistemas de lançamento subaquático: como sair da água para a órbita ou para o espaço?

A redução do volume de questões de defesa colocou perante o staff do SRC “KB im. Acadêmico V. P. Makeev”a tarefa de intensificar a busca de novas áreas“civis”intensivas em ciência que possibilitem reter pessoal altamente qualificado, material e base tecnológica, de fato, para dar uma oportunidade de“sobrevivência”.

Adaptabilidade rápida a novas trajetórias, perfeição de energia e massa de SLBMs, combinados com indicadores de alta confiabilidade e segurança, tornam possível usá-los como um meio de entrega de cargas úteis para vários fins para o espaço próximo ao realizar treinamentos e disparos práticos e lançamentos para confirmar e prolongar a vida útil.

Com o objetivo de realizar novos experimentos em gravidade zero, foi criada uma unidade biotecnológica balística "Ether" com equipamento científico "Meduza", projetada para limpeza em alta velocidade durante o voo de medicamentos especiais em um campo eletrostático criado artificialmente. Em 9 de dezembro de 1992, na costa de Kamchatka, um submarino nuclear da Frota do Pacífico lançou com sucesso o foguete porta-aviões Zyb equipado com o equipamento Meduza e, em 1993, outro lançamento semelhante foi realizado. No decurso destas experiências, a possibilidade de obtenção de medicamentos de alta qualidade, incluindo o interferão antitumoral "Alfa-2", foi demonstrada em condições de ausência de peso a curto prazo.

Em 1991-1993 O submarino do projeto 667BDR realizou três lançamentos dos foguetes porta-aviões Zyb com os blocos científicos e tecnológicos Sprint e Efir, desenvolvidos em conjunto com a NPO Kompozit e o Centro de Biotecnologia Espacial.

O bloco Sprint foi projetado para trabalhar os processos de obtenção de materiais semicondutores com uma estrutura cristalina melhorada, ligas supercondutoras e outros materiais em condições de gravidade zero. O bloco Ether com equipamento biotecnológico Meduza foi usado para estudar a tecnologia de purificação de materiais biológicos e para obter preparações biológicas e médicas de alta pureza por eletroforese.

Foram obtidas amostras únicas de monocristais de silício e algumas ligas (Sprint), e nos experimentos de Meduza, com base nos resultados de estudos do interferon antiviral e antitumoral Alfa-2, foi possível confirmar a possibilidade de purificação espacial de preparações biológicas sob condições de ausência de peso a curto prazo. Na prática, está provado que a Rússia desenvolveu uma tecnologia eficaz para a realização de experimentos em condições de gravidade zero de curto prazo usando mísseis balísticos marítimos.

A continuação lógica deste trabalho foi o lançamento do Volna LV em 1995

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O foguete porta-aviões "Volna", criado com base no RSM-50 (SS-N-18) SLBM, com um peso de lançamento de cerca de 34 toneladas, é utilizado, em primeiro lugar, para lançamentos ao longo de trajetórias balísticas para solucionar os problemas de desenvolvimento de tecnologias para obtenção de materiais em microgravidade e outras pesquisas.

O uso de combate do RSM-50 SLBM da posição subaquática do submarino é garantido quando o mar está agitado até 8 pontos, ou seja, praticamente a aplicação para todos os climas para pesquisas científicas e lançamentos de LV foi alcançada.

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O início do uso comercial dos SLBMs pode ser considerado o lançamento em 1995 do Volna LV do submarino 667 BDRM do projeto Kalmar. O lançamento foi realizado ao longo da rota balística Mar de Barents - Península de Kamchatka a uma distância de 7500 km. O módulo de convecção térmica da Universidade de Bremen (Alemanha) tornou-se a carga útil para este experimento internacional.

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Ao lançar o Volna LV, a aeronave Volan resgatada é usada. Destina-se à realização de pesquisas científicas e aplicadas em condições de gravidade zero por meio de lançamentos ao longo de trajetórias suborbitais.

Em vôo, as informações telemétricas sobre os parâmetros monitorados são transmitidas da aeronave. Na fase final do vôo, o dispositivo faz uma descida balística e, antes do pouso, um sistema de resgate de pára-quedas de dois estágios é acionado. Após um pouso "suave", o dispositivo é rapidamente detectado e evacuado.

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Para lançar equipamentos de pesquisa de peso aumentado (até 400 kg), é utilizada uma versão aprimorada da aeronave resgatada Volan-M. Além do tamanho e do peso, essa variante possui um layout aerodinâmico original.

Além de instrumentos científicos de 105 kg, o veículo resgatado contém um complexo de medição a bordo. Ele fornece controle do experimento e controle dos parâmetros de voo. O ALS "Volan" está equipado com um sistema de pouso de pára-quedas de três estágios e equipamento para busca operacional (não mais de 2 horas) do veículo após o pouso. A fim de reduzir o custo e o tempo de desenvolvimento, soluções técnicas, componentes e dispositivos de sistemas de mísseis seriais foram emprestados ao máximo.

Durante o lançamento de 1995, o nível de microgravidade era 10-4…10 -5g com um tempo de gravidade zero de 20,5 minutos. Foram iniciadas pesquisas que mostram a possibilidade fundamental de se criar uma aeronave resgatada com equipamento científico de até 300 kg, lançada pelo foguete porta-aviões Volna ao longo de uma trajetória com tempo de gravidade zero de 30 minutos e nível de microgravidade de 10-5…10-6 g.

O foguete Volna pode ser usado para lançar equipamentos em trajetórias suborbitais para estudar processos geofísicos na alta atmosfera e no espaço próximo, monitorar a superfície da Terra e conduzir vários experimentos, inclusive ativos.

A área de carga útil é um cone truncado com uma altura de 1670 mm, um diâmetro de base de 1350 mm e um raio rombudo do topo do cone de 405 mm. O foguete proporciona lançamento de cargas úteis com massa de 600 … 700 kg em uma trajetória com altura máxima de 1200 … 1300 km, e com massa de 100 kg - com altura máxima de até 3000 km. É possível instalar vários elementos de carga útil no foguete e separá-los sequencialmente.

Na primavera de 2012, uma cápsula EXPERT foi lançada de um submarino no Oceano Pacífico usando o foguete de conversão Volna e o complexo espacial encomendado pelo Centro Aeroespacial Alemão (DLR).

O projeto EXRERT está sendo implementado sob a liderança da Agência Espacial Europeia.

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O Instituto de Pesquisa em Tecnologia de Construção e Design de Stuttgart e o Centro Aeroespacial Alemão desenvolveram e fabricaram um nariz de fibra de cerâmica para a cápsula EXPERT.

O nariz de fibra de cerâmica contém sensores que registram dados ambientais conforme a cápsula retorna à atmosfera, como temperatura de superfície, fluxo de calor e pressão aerodinâmica. Além disso, na proa há uma janela pela qual o espectrômetro registra os processos químicos que ocorrem na frente de choque ao entrar na atmosfera.

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→ Características técnicas do lançador "Volna".

Veículo lançador "Calmo"

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A família de veículos de lançamento de classe leve: Shtil, Shtil-2.1, Shtil-2R foi desenvolvido com base no R-29RM SLBM e se destina ao lançamento de pequenas espaçonaves em órbitas próximas à Terra. O veículo de lançamento "Shtil" não tem análogos no mundo em termos de nível de energia alcançada e indicadores de massa; ele fornece lançamento de cargas úteis pesando até 100 kg em órbitas com uma altura de perigeu de até 500 km e uma inclinação de 78,9 º.

Ao finalizar o R-29RM SLBM padrão para o lançamento da espaçonave, algumas mudanças foram feitas. Um quadro especial foi adicionado para montar a nave espacial a ser lançada e o programa de vôo foi alterado. Na terceira etapa, foi instalado um contêiner especial de telemetria com equipamentos de serviço para controle da retirada pelos serviços terrestres. Os projetistas também tiveram que resolver o problema associado ao aquecimento da carenagem frontal durante o lançamento do foguete e sua saída da água, o que poderia causar danos à espaçonave.

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A espaçonave está alojada em uma cápsula especial que protege a carga útil de influências térmicas, acústicas e outras do estágio superior. Depois de entrar na órbita especificada, a cápsula com a espaçonave é separada e o último estágio é removido da trajetória de vôo da espaçonave. A abertura da cápsula e a liberação da carga são realizadas após a etapa ter percorrido uma distância que exclui o efeito dos motores em operação na espaçonave.

O primeiro lançamento do Shtil-1 LV foi feito em 7 de julho de 1998 a partir do submarino nuclear K-407 Novomoskovsk. A carga útil consistia em dois satélites da Technische Universitat Berlin (TUB) -Tubsat-N e Tubsat-Nl.

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O maior dos satélites Tubsat-N tem dimensões totais de 320x320x104 mm e uma massa de 8,5 kg. O menor dos satélites Tubsat-Nl é instalado no lançamento no topo da espaçonave Tubsat-N. Suas dimensões gerais são 320x320x34 mm e seu peso é de cerca de 3 kg.

Os satélites foram colocados em órbita próximos ao calculado. Os parâmetros da órbita do terceiro estágio do veículo lançador após a retirada da espaçonave foram:

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Um contêiner especial de 72 kg é instalado no terceiro estágio do transportador. O contêiner contém equipamentos de telemetria para monitorar uma série de parâmetros e equipamentos para conduzir o monitoramento de rádio da órbita.

O submarino nuclear K-407, com o qual o lançamento foi realizado, faz parte da terceira flotilha da Frota do Norte e está baseado na base naval Sayda-Guba (base naval) na Baía de Olenyaya perto da vila de Skalisty (ex-Gadzhievo, então renomeado Gadzhievo) área Murmanskaya.

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Este é um dos sete navios construídos de acordo com o projeto 667BDRM "Dolphin" (Delta IV de acordo com a classificação da OTAN).

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O lançador "Shtil-1" permite colocar uma carga útil de 70 kg em uma órbita circular com altitude de 400 km e inclinação de 79 graus.

O design do estágio superior do protótipo é projetado para acomodar quatro ogivas compactas em pequenos volumes isolados. Devido ao fato de que as espaçonaves comerciais modernas são caracterizadas por uma baixa densidade de embalagem e requerem um espaço integral relativamente grande, o uso total das capacidades de energia do LV é impossível. Ou seja, o projeto do LV impõe uma limitação do espaço ocupado pela espaçonave, que é de 0,183 m3… A engenharia de energia LV permite o lançamento de uma espaçonave de maior massa.

A conversão do foguete R-29RM no foguete portador Shtil é realizada com modificações mínimas, a espaçonave é colocada no local de pouso de uma das ogivas em uma cápsula especial que fornece proteção contra influências externas. O míssil é lançado do submarino ou da posição da superfície do submarino. O vôo é realizado em modo inercial.

Uma característica distintiva deste complexo é a utilização da infraestrutura existente do campo de treino "Nyonoksa", incluindo instalações de lançamento ao solo, bem como mísseis balísticos R-29RM em série, retirados do serviço de combate. Modificações mínimas no foguete garantirão alta confiabilidade e precisão de colocar a carga útil em órbita a um baixo custo de lançamento (US $ 4 … 5 milhões).

O Shtil-2 LV foi desenvolvido como resultado da segunda etapa de modernização do míssil balístico R-29RM. Nessa fase, é criado um compartimento de carga para acomodar a carga, que consiste em uma carenagem aerodinâmica que é lançada em vôo e um adaptador no qual a carga está localizada. O adaptador fornece encaixe do compartimento de carga útil com o transportador. O volume do compartimento de carga útil é 1,87 m3.

O complexo foi criado com base nos mísseis balísticos dos submarinos R-29RM (RSM-54, SS-N-23) e na infraestrutura existente da Cordilheira Norte de Nyonoksa, localizada na Região de Arkhangelsk.

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A infraestrutura do aterro inclui:

Foguete e complexo espacial "Shtil-2"

Complexo de lançamento terrestre

Este último inclui uma posição técnica e de lançamento, equipada com equipamentos para armazenamento, operações de pré-lançamento e lançamento de foguetes.

O complexo de sistemas de controle fornece controle automático centralizado dos sistemas do complexo em todos os modos de operação, controle da preparação pré-lançamento e lançamento de um foguete, preparação de informações técnicas e uma tarefa de voo, entrada de uma tarefa de voo e controle de um foguete para colocar uma carga útil em uma determinada órbita.

Complexo de medição de informações - fornece recepção e registro de informações telemétricas durante o voo, processamento e entrega de resultados de medição para o cliente lançador.

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Numerosos lançamentos de uma bancada de testes em solo e submarinos mostraram a alta confiabilidade do foguete protótipo serial R-29RM (a probabilidade de um lançamento e voo bem-sucedidos é de pelo menos 0,96).

O complexo de lançamento terrestre permite:

Os lançamentos do complexo de lançamento terrestre garantem a formação de órbitas na faixa de inclinações orbitais de 77 ° a 60 °, o que limita a área de utilização do complexo.

Quando se lança a partir do poço submarino, é possível partir na faixa de latitude de 0 ° a 77 °. A faixa de inclinações possíveis é determinada pelas coordenadas do ponto inicial.

Ao mesmo tempo, permanece a possibilidade de usar o submarino para o fim a que se destina

Para melhorar as condições de colocação da carga útil, foi desenvolvida uma variante do lançador Shtil-2.1 com carenagem frontal.

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Quando o foguete foi equipado com uma carenagem frontal maior e um estágio superior de pequeno porte (Shtil-2R), a massa da carga aumentou para 200 kg e o volume para colocação da carga aumentou significativamente.

O uso do submarino como complexo de lançamento torna possível o lançamento de foguetes porta-aviões Shtil praticamente em qualquer inclinação orbital

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A carenagem aerodinâmica foi feita selada para fornecer proteção contra poeira e umidade da carga útil. O design da carenagem aerodinâmica permitiu escotilhas na superfície lateral para fornecer conexões adicionais de carga útil com o equipamento do complexo de lançamento terrestre.

Os lançamentos podem ser realizados a partir de um complexo de lançamento terrestre ou de um poço de submarino na superfície.

As principais características do complexo LV "Shtil-2" são apresentadas na tabela.

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O foguete Shtil-3A (RSM-54 com um novo terceiro estágio e um motor de overclock em caso de lançamento de uma aeronave An-124 (de acordo com o projeto Aerokosmos)) é capaz de entregar uma carga de 950-730 kg a um equatorial órbita com uma altitude de 200-700 km …

A pedidos insistentes dos trabalhadores (voyaka uh & Co), interrompo, para não confundir a mente do leitor. No entanto, não se desconecte, eu não abordei os sistemas ainda "Surf" e "Rickshaw", e também como você pode rapidamente refazer as relhas do arado em espadas novamente.

Fontes primárias e citações:

Fotos, vídeos, gráficos e links:

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