Характеристики ступеней рн сх-4в

Наименование	Первая ступень РН	Вторая ступень РН	Третья ступень РН
1. Обозначение	L-180	L-35	L-14
2. Длина, м	24,66	10,407	7,535
3. Диаметр корпу­са, м	3,35	3,35	2,90
4. Окислитель	Азотный тетроксид
5. Горючее	Несимметричный диметилгидразин
6. Масса топлива, т	183,2	35,55	15,04
7. Двигательная установка	4 YF-20В	YF-22В/YF-23В	2 YF-40М
8. Тяга, тс	301,8	80,4	10,3
9. Время работы, с	155	127/137	412

РН СZ-4В отличается от исходной РН СZ-4А удлиненной третьей ступе­нью РН с усовершенствованным двигателем с увеличенным временем работы и возможностью повторного (до трех раз) запуска.

Общий вид ракеты-носителя С2-4В представлен на рис. 9.6.

РН С2-4В способна вывести на солнечно-синхронную орбиту полезный груз в 2200 кг.

Трехступенчатая РН С2-4В/2 имеет большой головной обтекатель длиной 11 м и диаметром 3,8 м [350]. С помощью РН С2-4В/2 Китай смог вывести на солнечно-синхронную орбиту свой самый тяжелый и крупногабаритный КА «Яогань-1» с объявленной массой 2700 кг.

Для увеличения грузоподъемности РН С2-4В могут применяться старто­вые твердотопливные ускорители длиной 7 м и диаметром 1,4 м, развивающие тягу 57 тс каждый.

С шестью стартовыми твердотопливными ускорителями РН С2-4В может вывести на околополярную орбиту высотой 200 км х 400 км КА массой 5700 кг, с восемью - 6300 кг.

Двухступенчатая РН С2-2Б/2 имеет головной обтекатель меньших габа­ритов (диаметр 3,35 м).

Рис. 9.6. Общий вид РН С2-4В [455]

Возможности китайских РН при запуске КА к Луне представлены в таб­лице 9.7 [433].

Таблица 9.7

Возможности китайских РН при запуске КА к Луне

Наименование	РН С2-20	РН С2-2Е	РН С2-3	РН С2-ЗА	РН С2-ЗВ	РН С2-4В
1. Космодром пус­ка РН	Цзюцюань	Сичан	Сичан	Сичан	Сичан	Тайюань
2. КА на околозем­ной орбите, кг	3200	9200	5000	8500	12600	4200
3. КА на геопере- ходной орбите, кг	-	3370*	1500	2700	4850	1155**
4. КА к Луне, кг	895*	2260	872	1760	3400	705
5. КА на окололун­ной орбите, кг	585	1480	570	1150	2230	460
6. КА на поверхно­сти Луны, кг	140	355	136	275	535	110

Примечание: 1. *- с использованием РДТТ китайского производства. 2. **- при запус­ке с наклонения 28,5°.

Китайские ракетчики выявили следующие основные тенденции развития РН [23]:

• снижение стоимости, увеличение надежности и частоты пусков;

• разработка РН с блоками большого диаметра, с возможно меньшим числом ступеней РН и возможностью запуска более тяжелых КА: грузоподъем­ность большинства РН превышает 20 т на низкой околоземной орбите и 10 т на геопереходной орбите;

• использование нетоксичных компонентов ракетного топлива;

• интенсивное проектирование многоразовых РН (при этом появление «готовых изделий» предполагается в дальней перспективе; сейчас же основной тренд - разработка и использование одноразовых РН с параллельным достиже­нием потенциала создания прорывных технологий для многоразовых РН;

• многие страны разрабатывают новые малые РН, являющиеся более экономичными и гибкими для запуска малых КА.

Исходя из этих тенденций, существующие китайские РН семейства «Ве­ликий поход» не отвечают перспективным потребностям. Грузоподъемность РН должна быть увеличена, надежность улучшена, а токсичные компоненты топлива заменены на безопасные и экологические чистые.

Поэтому Китай планирует создать совершенно новые РН семейства СЬап^2Ьеп§-5 (С2-5, «Чанчжэн-5»). Эти РН призваны утроить грузопоток Китая в космос, и будут соответствовать по мощности РН Ариан 5, «Протон» и «Ан­гара». Помимо жидкого кислорода и жидкого водорода, они будут использовать новое для Китая ракетное горючее - керосин.

Новая китайская РН будет называться «Великий поход-5» (С2-5) и всту­пит в строй с 2013 г.

На рис. 9.6. представлен макет РН С2-5.

Рис. 9.6. Макет РН С2-5

Длина РН С2-5 составит 59,4 м. Стартовая масса РН - 643 т. Стартовая тяга - 825 тс. Диаметр основной ступени и верхней ступеней РН составит 5 м [15], а диаметр головного обтекателя - 5,2 м [20].

РН С2-5 включает четыре навесных стартовых ускорителя - два диамет­ром 2,25 м и два - 3,35 м.

Полная длина РН С2-5 с головным обтекателем длиной примерно 18 м составляет 68 м.

В отличие от РН предыдущих поколений, РН С2-5 оснащен двигателями на экологически чистых компонентах топлива - кислородно-водородными тя­гой по 50 тс (на основной ступени - два ЖРД, на верхней - один) и дроссели­руемыми кислородно-керосиновыми тягой по 120 тс (каждый навесной старто­вый ускоритель диаметром 2,25 м оснащен одним, а ускоритель диаметром 3,35 м - двумя ЖРД) [434].

Грузоподъемность РН может варьироваться в зависимости от числа стар­товых ускорителей.

РН «Великий поход-5» будут выводить на околоземную орбиту до 25 т груза против нынешнего показателя в9ти 14т-на геосинхронную орбиту, против нынешних 5 т. Эти РН смогут выводить в космос тяжелые КА или кос­мические станции, что нынешние РН делать не могут.

Коэффициент подъемной силы (КПС) разрабатывающейся в Китае РН «Великий поход-5» («Чанчжэн-5») достиг 0,0146, по этому показателю она выйдет на второе место в мире, уступая лишь РН «Дельта» американской ком­пании «Боинг», КПС которой составляет 0,0175 [19].

КПС является важнейшим показателем РН. Чем выше КПС - тем меньше затраты топлива. РН «Чанчжэн-5» - самая мощная РН китайского производства.

Производственная база для РН нового поколения будет находиться в рай­оне Биньхай в городе Тяньцзинь в 100 километрах к юго-востоку от Пекина. Производственные возможности этого объекта могут быть расширены для сборки еще больших РН диаметром восемь или даже десять метров.

Вэньчанский космический центр, решение о создании которого было принято в 2007 г., предназначен для запуска РН нового поколения с геостацио­нарными и полярными КА, пилотируемыми станциями и модулями, автомати­ческими межпланетными зондами.

Центр станет четвертым и самым низкоширотным китайским космодро­мом. Вэньчан находится всего в 19,5° к северу от экватора, что позволит Китаю завоевать большую долю рынка международных коммерческих запусков.

Стартующие из Вэньчана РН смогут выводить на орбиту на 7,4% более тяжелый полезный груз, чем при пуске с космодрома Сичан, расположенного на 27° с. ш.; для самого тяжелого из существующих китайских РН «Чанчжэн-ЗВ» это означает около 400 кг дополнительного груза.

Центр космических запусков на Хайнане будет состоять из двух старто­вых комплексов, по одному для РН легкого и тяжелого классов, что позволит пускать от 10 до 12 РН в год.

Диаметр и длина базового блока РН семейства «Чанчжэн-5» будет боль­ше, чем у любого компонента РН предыдущих поколений. Транспортировка блоков таких габаритов по железным дорогам невозможна, а по шоссе - крайне затруднена [21].

Что же касается воздушной транспортировки, то Китай пока не распола­гает отечественными самолетами соответствующей грузоподъемности, анало­гичными американскому самолету Воет§-747 (на котором перевозятся орби­тальные ступени системы 8расе 8Ьи((1е), а, тем более, советскому Ан-225. В Китае есть некоторое количество «747-х», но, как полагают западные эксперты, соображения национального престижа не позволят КНР использовать эти самолеты в своих космических программах. Кроме того, для использования самолетов этого типа потребовалась бы серьезная доработка конструкции, а не­обходимого опыта китайские авиаконструкторы не имеют.

Поэтому выбор морского судна для перевозки блоков новых китайских РН вполне обоснован.

Новый космодром Вэньчана, очевидно, повлияет и на облик средств вы­ведения. Из-за ограничений, налагаемых железнодорожными туннелями, ны­нешние китайские РН, как правило, «высокие и тонкие». Новый центр запуска доступен с моря и не налагает жестких ограничений на габариты РН, которые смогут стать более мощными и крупными. РН могут быть более короткими и толстыми, что облегчит управляемость в полете и повысит их надежность.

С космодрома, начиная с 2014 г., будут запускаться РН нового поколения «Великий поход-5». Центр запуска Сичан в провинции Сычуань будет резерв­ным для Вэньчанского центра.

Помимо РН среднего и тяжелого классов, с космодрома будет стартовать и еще одна РН - легкого класса - С2-6.

РН «Великий поход-6» будет работать на нетоксичном и экологически чистом топливе.

Первый пуск новой РН запланирован на 2013 г. Эта РН базируется на ра­кетном блоке диаметром 2,25 м с одним кислородно-керосиновым двигателем УР-100 тягой около 120 тс на уровне моря. РН способна выводить на низкую околоземную орбиту ПГ массой 500 кг [18].

Китай обладает интегрированным рядом РН, который может выводить малые и большие КА как на низкую, так и на высокую околоземную орбиту.

Учитывая состояние и тенденции одноразовых и многоразовых РН в стране и за границей, предполагается, что китайская космическая транспортная система (КТС) будет развиваться по трем этапам:

• улучшение существующих одноразовых РН с целью поддержать их адаптируемость к рынку;

• разработка РН нового поколения для увеличения конкурентоспособно­сти китайской космической промышленности;

• создание концепции перспективной КТС, отвечающей требованиям бу­дущей космической стратегии страны и улучшающей интегральные возможно­сти Китая в будущем.

В настоящее время основная система, используемая в Китае для запуска отечественных и иностранных аппаратов, - носители семейства «Великий по­ход». Что касается улучшения одноразовых РН, то, в соответствии с требова­ниями по запуску КА, существующее семейство РН должно быть преобразова­но по следующим направлениям:

• согласно идее простоты, гибкости и модульности подсистемы сущест­вующих РН будут улучшены, стоимость их создания и запуска будет уменьше­на, надежность увеличена, а сроки пусковой кампании сокращены;

• стартовые ускорители и верхние ступени существующих РН будут улучшены в целях увеличения массы полезного груза, адаптируемости РН и со­ответствия требованиям по запуску КА, космическим исследованиям и пилоти­руемым космическим полетам (например, предполагается форсировать РН С2- 2Р и С2-ЗВ и оснастить единой верхней ступенью РН С2-2С и С2-ЗА);

• коммерческим клиентам будут доступны малые РН наземного или воз­душного базирования для запуска малых космических аппаратов;

• для повышения эффективности НИОКР будут внедрены лучшие мето­ды управления и разработки.

Для следующего поколения китайских РН установлены цели:

• использование нетоксичных (как при хранении, так и при сгорании) компонентов ракетного топлива;

• достижение характеристик по грузоподъемности, перекрывающих весь диапазон полезных нагрузок на низкой околоземной орбите от 12,5 до 25 т и на геопереходной орбите от 1,5 до 14 т;

• уменьшение стоимости и трудозатрат;

• масса полезного груза на низкой околоземной орбите в ближайшие 2-3 десятилетия будет определяться из потребностей как отечественных, так и ино­странных заказчиков;

• логическое завершение концепции простоты, гибкости и модульности для всех вариантов создаваемых РН семейства.

Перспективная КТС для выполнения будущих космических исследований и сохранения преемственности в разработках КА концептуально будет иметь возможность быстрого доступа в космос, гибкого маневрирования и длительно­го полета по различным орбитам, а также входа в атмосферу и посадки. Воз-