Раке?та-носи?тель
(
РН
), также
раке?та косми?ческого назначе?ния
(
РКН
) ?
ракета
, предназначенная для выведения
полезной нагрузки
в
космическое пространство
[1]
.
Иногда термин ≪ракета-носитель≫ применяется в расширенном значении: ракета, предназначенная для доставки в заданную точку (в
космос
либо в отдалённый район
Земли
) полезной нагрузки ? например,
искусственных спутников Земли
,
космических кораблей
, ядерных и неядерных
боевых блоков
. В такой трактовке термин ≪ракета-носитель≫ объединяет термины ≪ракета космического назначения≫ (РКН) и ≪
межконтинентальная баллистическая ракета
≫.
В отличие от некоторых горизонтально-стартующих
авиационно-космических систем
(АКС), ракеты-носители используют вертикальный тип старта и (много реже)
воздушный старт
.
Одноступенчатых ракет-носителей, выводящих полезную нагрузку в космос, до настоящего времени не создано, хотя имеются проекты различной степени проработки (≪
КОРОНА
≫,
HEAT-1X
и другие). В некоторых случаях как одноступенчатая может классифицироваться ракета, имеющая в качестве первой ступени воздушный носитель либо использующая в качестве таковой ускорители. Среди баллистических ракет, способных достичь космического пространства, немало одноступенчатых, в том числе и первая баллистическая ракета ≪
Фау-2
≫
[2]
; однако ни одна из них не способна выйти на орбиту искусственного спутника Земли.
Расположение ступеней (компоновка)
[
править
|
править код
]
Конструктивное исполнение ракет-носителей может быть следующим:
- продольная компоновка (тандемная), у которой ступени расположены одна за другой и работают в полёте поочерёдно (РН ≪
Зенит-2
≫, ≪
Протон
≫, ≪
Дельта-4
≫);
- параллельная компоновка (пакетная), при которой несколько блоков, расположенных параллельно и относящихся к разным ступеням, работают в полёте одновременно (РН ≪
Союз
≫);
- условно-пакетная компоновка (т. н. полутораступенчатая схема), в которой используются общие
топливные баки
для всех ступеней, от которых питаются стартовые и маршевые двигатели, запускающиеся и работающие одновременно, по завершении работы стартовых двигателей сбрасываются только они;
- компоновка ≪спаржа≫ (термин введён аэрокосмическим инженером Эдом Кейтом, одним из создателей этой компоновки), в которой используются насосы, перекачивающие топливо из боковых ступеней в центральную. Эта схема использовалась в первоначальном проекте ракеты-носителя
Falcon Heavy
, от которого впоследствии отказались из-за сложности технической реализации схемы.
В качестве маршевых двигателей могут использоваться:
Классификация ракет по массе
полезной нагрузки
(ПН), выводимой на
низкую опорную орбиту
(НОО), меняется с развитием техники и является достаточно условной
[1]
[3]
:
Также иногда выделяется класс сверхлёгких ракет-носителей, способных доставить на НОО полезную нагрузку массой до 500 килограмм
[7]
.
Наибольшее распространение получили одноразовые
многоступенчатые ракеты
как пакетной, так и продольной схем. Одноразовые ракеты отличаются высокой надёжностью благодаря максимальному упрощению всех элементов. Следует уточнить, что одноступенчатой ракете для достижения орбитальной скорости теоретически необходимо иметь конечную массу не более 7?10 % от стартовой, что при даже существующих технологиях делает их труднореализуемыми и экономически неэффективными из-за низкой массы полезного груза. В истории мировой космонавтики одноступенчатые ракеты-носители практически не создавались ? существовали только так называемые
полутораступенчатые
модификации (например, американская РН ≪
Атлас
≫ со сбрасываемыми дополнительными стартовыми двигателями). Наличие нескольких ступеней позволяет существенно увеличить отношение массы выводимой полезной нагрузки к начальной массе ракеты. В то же время многоступенчатые ракеты требуют отчуждения территорий для падения промежуточных ступеней.
Ввиду необходимости применения высокоэффективных сложных технологий (прежде всего в области двигательных установок и теплозащиты), полностью многоразовых ракет-носителей пока не существует, несмотря на постоянный интерес к этой технологии и периодически открывающиеся проекты разработки многоразовых носителей (за период 1990?2000-х годов ? такие как ROTON, Kistler K-1, АКС
VentureStar
и др.). Частично многоразовой являлась широко использовавшаяся американская
многоразовая транспортная космическая система
(МТКС)-АКС ≪
Спейс шаттл
≫ (≪Космический челнок≫) и советская программа МТКС ≪
Энергия
?
Буран
≫, разработанная, но так и не использованная в прикладной практике, а также ряд нереализованных бывших (например, ≪
Спираль
≫,
МАКС
и другие АКС) и вновь разрабатываемых (например, ≪
Байкал-Ангара
≫) проектов. Вопреки ожиданиям, ≪Спейс шаттл≫ не смог обеспечить снижение стоимости доставки грузов на орбиту; кроме того, пилотируемые МТКС характеризуются сложным и длительным этапом предстартовой подготовки (из-за повышенных требований по надёжности и безопасности при наличии экипажа).
Частично многоразовой (первая ступень и головной обтекатель) является ракета-носитель
Falcon 9
. Первая ступень этой ракеты-носителя может использоваться до 10 и более раз с минимальным межполётным обслуживанием
[8]
[9]
. По состоянию на май 2024 года практический налёт ступеней достигает 20 раз (
B1060
,
B1061
,
B1062
), а минимальный межполётный интервал ? 21 дня (
B1062-6
).
Ракеты для
пилотируемых полётов
должны обладать бо?льшей надёжностью (также на них устанавливается
система аварийного спасения
), допустимые
перегрузки
для них ограничены (обычно не более 3?4,5
g
). При этом сама ракета-носитель является полностью автоматической системой, выводящей в космическое пространство аппарат (космический корабль) с людьми на борту, это могут быть пилоты, способные осуществлять непосредственное управление кораблём, специалисты (инженеры, исследователи, медики),
космические туристы
.
Реактивное движение
использовалось человечеством со средневековья, в
ракетном оружии
: в Китае ? с XIII века, в Индии ? с XVIII века (
майсурские ракеты
, первые ракеты с металлическим корпусом). Однако скорости этих ракет были гораздо меньше первой космической.
10 мая 1897 года
К. Э. Циолковский
в рукописи ≪Ракета≫ исследует ряд задач реактивного движения, где определяет скорость, которую развивает летательный аппарат под воздействием тяги ракетного двигателя, неизменной по направлению, при отсутствии всех других сил; конечная зависимость получила название ≪
формула Циолковского
≫ (статья опубликована в журнале ≪Научное обозрение≫ в 1903 году).
В 1903 году К. Э. Циолковский опубликовал работу ≪Исследование мировых пространств реактивными приборами≫ ? первую в мире, посвящённую теоретическому обоснованию возможности осуществления межпланетных полётов с помощью реактивного летательного аппарата ? ≪ракеты≫. В 1911?1912 годах опубликована вторая часть этой работы, в 1914 году ? дополнение. К. Э. Циолковский и независимо от него
Ф. А. Цандер
пришли к выводам, что космические полёты возможны и на известных уже тогда источниках энергии, и указали практические схемы их реализации (форму ракеты, принципы охлаждения двигателя, использование жидких газов в качестве топливной пары и др.).
Первым теоретическим проектом ракеты-носителя был ≪
Lunar Rocket
≫, спроектированный
Британским межпланетным обществом
в 1939 году. Проект представлял собой попытку разработки ракеты-носителя, способной доставить полезный груз на Луну, основанную исключительно на существующих в 1930-х годах технологиях, то есть был первым проектом космической ракеты, не имевшим фантастических допущений. Ввиду начала Второй мировой войны работы по проекту были прерваны и существенного влияния на историю космонавтики он не оказал
[10]
.
Первой в мире настоящей ракетой-носителем, доставившей в 1957 году груз (≪
Спутник-1
≫) на орбиту, была
советская
Р-7
(≪Спутник≫)
. Далее
СССР
и
США
, а затем и ещё несколько стран стали так называемыми ≪
космическими державами
≫, начав использовать собственные ракеты-носители. СССР и США, а значительно позже также и
Китай
создали РН для пилотируемых полётов.
Наиболее мощными из эксплуатируемых в настоящее время ракет-носителей являются американские
Space Launch System
(выводит на низкую околоземную орбиту 95 тонн) и
Falcon Heavy
частной компании
SpaceX
, способная вывести на низкую околоземную орбиту до 64 тонн. В прошлом были созданы (в рамках проектов высадки человека на Луну) и более мощные ракеты-носители сверхтяжёлого класса ? такие, как американская РН ≪
Сатурн-5
≫ и советская РН ≪
Н-1
≫, а также, позднее, советская ≪
Энергия
≫. Но в настоящее время они не используются. Соизмеримой мощной ракетной системой была американская
≪
Спейс шаттл
≫, которую можно было рассматривать как РН сверхтяжёлого класса для вывода пилотируемого корабля 100-тонной массы, или как РН тяжёлого класса, для вывода на НОО прочей полезной нагрузки (до 20?30 тонн, в зависимости от орбиты). При этом космический корабль-челнок являлся второй ступенью многоразовой космической системы, которая могла использоваться только при его участии, в отличие от советского аналога МТКС ≪
Энергия?Буран
≫.
Проектируемые сверхтяжёлые РН
[
править
|
править код
]
Третьей ракетой-носителем сверхтяжёлого класса в России может стать РН класса ≪
Енисей
≫, детальный план-график создания которой был подписан в начале января 2019 года. Строительство инфраструктуры под ракету начнётся в 2026 году, первый полёт запланирован на 2028 год с
космодрома Восточный
. Новая российская сверхтяжелая РН будет выводить на
низкую околоземную орбиту
более 70 тонн груза и обеспечивать полёты в дальний космос
[11]
.
- ↑
1
2
БСЭ, 1975
.
- ↑
Дорнбергер, 2004
.
- ↑
Горкин, 2006
.
- ↑
БСЭ, 1975
: ≪Р.-н. можно условно разделить на след. классы: лёгкие (до 500 кг), средние (до 10 т), тяжёлые (до 100 т), сверхтяжёлые (св. 100 т).≫.
- ↑
БРЭ
: ≪РН разделяются на лёгкие (до 5 т, напр., ≪Космос≫, ≪Вега≫), средние (5?20 т, ≪Союз≫, ≪Зенит≫), тяжёлые (20?100 т, ≪Протон-М≫, ≪Ариан-5≫), сверхтяжёлые (св. 100 т, ≪Н-1≫, ≪Энергия≫)≫.
- ↑
McConnaughey
: ≪… Small: 0?2 t payloads, Medium: 2?20 t payloads, Heavy: 20-50t payloads, Super Heavy: >50t payloads≫.
- ↑
Клюшников В.?Ю.
Ракеты-носители сверхлегкого класса: ниша на рынке пусковых услуг и перспективные проекты. Часть 1
(рус.)
// Воздушно-космическая сфера : журнал. ? 2019. ? 5 сентября (
№ 3
). ?
С. 58?71
. ?
ISSN
2587-7992
. ?
doi
:
10.30981/2587-7992-2019-100-3-58-71
.
Архивировано
12 ноября 2021 года.
- ↑
Musk previews busy year ahead for SpaceX
.
- ↑
Block 5 Phone Presser
.
- ↑
BIS Lunar Lander
.
- ↑
Сверхтяжелая российская ракета получила название "Енисей"
.
- В. А. Александров, В. В. Владимиров, Р. Д. Дмитриев, С. О. Осипова.
Ракеты-носители
(рус.)
/ под ред. С. О. Осипова. ? Москва:
Воениздат
, 1981. ? 315 с. ?
17 000 экз.
- В. И. Куренков.
Часть 2. Основы проектирования ракет-носителей
// Конструкция и проектирование изделий ракетно-космической техники
(рус.)
. ? электрон. учеб. пособие. ? Самара:
Минобрнауки России
,
Самарский гос. аэрокосмический университет им. С. П. Королева
, 2012.
- РАКЕ?ТА-НОСИ?ТЕЛЬ
//
Большая российская энциклопедия
:
[в 35 т.]
/ гл. ред.
Ю. С. Осипов
. ?
М.
: Большая российская энциклопедия, 2004?2017.
- Техника. Современная иллюстрированная энциклопедия
. ? Москва:
Росмэн
, 2006.
- Дорнбергер В.
≪Фау-2≫. Сверхоружие Третьего Рейха. 1930?1945
= V-2. The Nazi Rocket Weapon / Пер. с англ. И. Е. Полоцка. ? Москва:
Центрполиграф
, 2004. ? 350 с. ?
ISBN 5-9524-1444-3
.
- Ракета-носитель / Г. А. Назаров // Проба ? Ременсы. ?
М.
: Советская энциклопедия, 1975. ? (
Большая советская энциклопедия
:
[в 30 т.]
/ гл. ред.
А. М. Прохоров
; 1969?1978, т. 21).
На русском:
На английском:
Ссылки на внешние ресурсы
|
---|
| |
---|
В библиографических каталогах
| |
---|
|
---|
Действующие
| |
---|
Планируемые
| |
---|
Устаревшие
| |
---|
|
---|
Действующие
| |
---|
Использовавшиеся ранее
| |
---|
Планируемые
| |
---|
Отменённые
| |
---|