Proton описание. Технические характеристики. Компоновка трёхступенчатого РН «Протон»

Ракета-носитель «Протон» — прямая наследница советской двухступенчатой межконтинентальной баллистической ракеты УР-500, спроектированной в КБ, которое возглавлял Владимир Челомей. Ее разработка началась в 1961 году, вскоре стало понятно, что на вооружение она не пойдет из-за ее избыточной мощности, хотя она была способна доставить до территории противника знаменитую термоядерную бомбу, условно называемую «кузькина мать». Базироваться ракета должна была в шахтах, однажды приехавший на Байконур Хрущев, узнав, сколько нужно денег для этого, сказал:

«Так что мы будем строить — коммунизм или шахты для УР-500?»

Ракета потеряла свое боевое назначение, но была переориентирована на запуск спутников. Первый пуск состоялся 16 июля 1965 года с лабораторией для исследования космических частиц «Протон». Всего было выполнено четыре пуска двухступенчатого варианта, из них три — успешно. На основе этой ракеты Челомей предложил программу пилотируемого облета Луны, и на ракету поставили еще одну, третью ступень и небольшой разгонный блок. Однако разработчики не успели реализовать программу, поскольку сделать космический корабль и разгонный блок поручили конструкторскому бюро Сергея Королева. За Челомеем оставалась фактически только ракета. Всего по программе было запущено 11 беспилотных кораблей, из них 4 не вышли на орбиту Земли из-за аварий ракеты-носителя, 4 корабля совершили облет Луны.

Один корабль в июле 1968 года не был запущен из-за аварии разгонного блока во время подготовки к старту. В январе 1970 года программа была закрыта из-за того, что Советский Союз упустил приоритет в первом полете человека к Луне (в декабре 1968 года американские астронавты на корабле Apollo 8 первыми в мире осуществили облет Луны с выходом на окололунную орбиту, а в июле 1969 года на корабле Apollo 11 высадились на лунную поверхность). После закрытия программы облета ракета, получившая со временем название «Протон», применялась в трехступенчатом и четырехступенчатом вариантах для запуска космических аппаратов.

Александр Шлядинский

В 1970-е годы на ракете стали запускать первые советские орбитальные станции «Салют» и «Алмаз», а также межпланетные зонды к Луне, Марсу и Венере. «Протон» был единственной советской ракетой, способной запускать геостационарные спутники, висящие над одной точкой экватора на высоте 36 тыс. км. При полной массе в 700 тонн ракета доставляет на низкую околоземную орбиту 21 тонну или на геостационарную - до 3,5 тонны. Стартовые комплексы для «Протона» были и остаются только на Байконуре. В 1993 году американские и российские предприятия учредили компанию Lockheed-Khrunichev-Energia International (LKEI), преобразованную в 1995 году в International Launch Services (ILS), которая с 1996 года осуществляла запуски иностранных спутников на ракете «Протон» на коммерческой основе.

Раз ступень, два ступень...

Военное прошлое этой ракеты определило одно из главных ее отличий - все три ступени используют в качестве горючего несимметричный диметилгидразаин (гептил) и в качестве окислителя - тетраксид азота. Это связано с тем, что баллистическая ракета должна задолго до старта находиться в боеготовом состоянии. В отличие от нее ранее разработанные королевские ракеты использовали в качестве окислителя жидкий кислород, который испаряется и не допускает долгого хранения. Недостатком долгохранимого топлива является токсичность обоих его компонентов, достоинством — ему не требуется система зажигания, поскольку горючее воспламеняется само при контакте с окислителем.

В отличие от «Союза», у которого при старте начинают одновременно работать и «боковушки» первой ступени, и центральная вторая ступень, «Протон» выполнен по оптимальной схеме с последовательным делением ступеней.

В настоящее время используется самая совершенная модификация ракеты — «Протон-М», — оснащенная форсированными двигателями, облегченной конструкцией и цифровой системой управления.

Всего на ракете 11 маршевых однокамерных двигателей: шесть — первой, четыре — второй и один — третьей ступени. Третья ступень имеет также рулевой четырехкамерный двигатель.

Первая ступень состоит из одного центрального бака окислителя и окружающих его шести баков с горючим. Шесть качающихся двигателей РД-276 (разработки НПО «Энергомаш» и производства пермского завода «Протон-ПМ») обеспечивают тягу и управление ракетой на участке работы первой ступени (примерно 120 секунд).

Третья ступень с разгонным блоком и нагрузкой

Вторая ступень состоит из бака окислителя и горючего, разделенного перегородкой, а также четырех качающихся двигателей (три РД-0210 и один РД-0211) (разработки КБ химической автоматики и производства Воронежского механического завода). Помимо создания тяги РД-0211 генерирует газ наддува для создания избыточного давления в баках.

Разделение ступеней осуществляется по так называемой горячей схеме: двигатели верхней ступени включаются до того, как останавливаются двигатели нижней. Это делается для того, чтобы избежать проблемы включения двигателей в невесомости, поскольку перегрузка ракеты участвует в создании необходимого давления при подаче топлива в турбонасос. Ступень работает 200 секунд.

Третья ступень устроена аналогично второй — верхний бак с окислителем, нижний с горючим, однако у нее только один неподвижно установленный маршевый двигатель (РД-0213) и один рулевой РД-0214 с четырьмя качающимися камерами. Они также начинают работать до полного выключения двигателей второй ступени. Рулевой двигатель фактически вытаскивает третью ступень с полезной нагрузкой из переходника, соединяющего ее со второй ступенью. Третья ступень работает примерно 240 секунд.

Именно с работой двигателей третьей ступени сейчас связывают как минимум три аварии ракет «Протон» — недавнюю, 2014 года, к которой привело разрушение подшипника турбонасоса рулевого двигателя, и 1988 года.

«Если что-то в ракете перестает работать, подается команда АВД — «аварийное выключение двигателей». Это пошло еще со времен боевых ракет, чтобы в случае отказа ракета упала на нашей территории. Двигатели выключаются, ракета падает в атмосфере и, как правило, сгорает», — поясняет редактор журнала «Новости космонавтики» Игорь Афанасьев. Поскольку ракета стоит гораздо меньше стартового комплекса, в аварийных случаях в момент пуска основная задача — наоборот, увести ракету от старта. «Поэтому в случае отказа или даже взрыва одного из двигателей первой ступени подается команда на форсирование оставшихся и только потом подается команда АВД», — пояснил эксперт.

Деградировал

Как , майская причина недавней аварии «Протона» крылась все в том же рулевом двигателе третьей ступени, отказ которого произошел из-за «повышенных вибронагрузок, вызванных увеличением дисбаланса ротора турбонасосного агрегата, связанного с деградацией свойств его материала под действием высоких температур и несовершенством системы балансировки». При этом, как выяснилось, отказ «имеет конструктивный характер».

Для облегчения разделения наверху второй ступени предусмотрены пороховые тормозные двигатели, которые помогают избежать опасных соударений ступеней. После этого третья ступень с нагрузкой и разгонный блок выходят на переходную или низкую околоземную орбиту.

Схема выведения на геостационарную орбиту

Первый разгонный блок, а по сути, четвертая ступень ракеты, появился во время реализации программы облета Луны. Он предназначен для перевода космического аппарата с низкой околоземной орбиты на траекторию полета к Луне и другим планетам либо на геостационарную орбиту. Разгонный блок продолжительное время автономно работает в открытом космосе, функционируя в невесомости, и имеет свою систему активной ориентации и стабилизации.

На «Протоне» применяются два типа разгонных блоков (РБ). Блок «Д» — кислородно-керосиновый (разработки РКК «Энергия»), применяется в основном для запуска аппаратов ГЛОНАСС. «Бриз-М» (ГКНПЦ имени М.В. Хруничева) — на долгохранимых компонентах, для запусков геостационарных спутников. Сам он по сути двухступенчатый — центральная часть окружена тороидальным блоком сбрасываемых баков.

Основное отличие РБ (он относится не к ракете, а к космической головной части) от ступеней ракеты в том, что он может работать в невесомости, когда в баках топливо может собираться в виде шаров, в нем могут появляться пузыри газа, из-за которых двигатель может «захлебнуться». Поэтому для создания слабых перегрузок могут использоваться небольшие пороховые двигатели.

Привычная задача для «Протона» — выведение геостационарных спутников (36 тыс. км). Для этого разгонный блок должен сообщить аппарату, находящемуся на низкой круговой орбите, дополнительную скорость (порядка 3 км/с), чтобы он перешел с круговой орбиты на эллиптическую. И уже в дальней точке этого эллипса нужно придать аппарату еще один импульс, чтобы сообщить ему первую космическую скорость для этой высоты. Одна из сложностей заключается в том, что Байконур находится далеко от экватора. Поэтому орбиты спутников имеют высокое наклонение и для запуска геостационарного аппарата требуются дополнительные импульсы разгонного блока, чтобы «выпрямить» орбиту и заставить спутник висеть точно над экватором.

По той же причине на Луну или Марс «Протон» может отправить больше груза, чем на геостационарную орбиту.

«Схема «Протона» не меняется с 1965 года, однако сейчас применяются новые технологии, меняются материалы, немного увеличена эффективность двигателей. Возможность улучшения сильно завязана на конструкцию ракеты и габариты. Чтобы увеличить тягу, нужно либо давление в камерах увеличивать, либо увеличивать сопло, но это требует изменения габаритов ракеты и — главное — стартового комплекса», — пояснил Афанасьев.

Из Филей на поезде

Ракета собирается в Филях, на заводе Хруничева, и в виде небольшого числа транспортабельных блоков отправляется специальным железнодорожным составом на космодром. Изначально размеры элементов ракеты выбирались таким образом, чтобы наиболее габаритная ее часть (бак окислителя первой ступени диаметром 4100 мм), помещенная в специальный удлиненный вагон, могла перевозиться, не причиняя проблем встречным поездам и контактной электросети, свободно проходить в туннелях и по кривым участкам пути. При этом на участках с минимальными радиусами кривизны, чтобы избежать столкновения, приходится останавливать движение поездов встречного направления. Самая широкая неразборная часть ракет, диаметром до 5 м, — головной обтекатель.

Чтобы доставить его по железной дороге, его разделяют пополам вдоль и везут в наклонном положении.

В отличие от авиации, где расследование большинства аварий заканчивается публичным и детальным отчетом МАК, результаты космических аварий в России часто обнародуются без должной детализации.

Proton является одним из крупнейших автопроизводителей Малайзии, который специализируется на изготовлении транспортных средств под лицензией Mitsubishi.

Впервые производство транспортных средств на территории Малайзии началось еще в 1983 году в связи с подписанием межгосударственного соглашения местной малазийской автокомпании Heavy Industry of Malaysia, а также японским концерном "Mitsubishi Motor Corporation". Первые представители "Proton Saga" были спущены с конвейера в 1985 году. Автомобиль модели Saga (Iswara, Magma) с кузовами хэтчбек или седан был неким внешне модернизированным Lancer образца 1983 года. Автомобиль был оснащен более усиленной подвеской, что обеспечивало эффективную эксплуатацию транспорта в местных условиях.

В 1991 году произошло так называемое преобразование общего предприятия в компанию Public Limited Company (PLC), которая была освобожденной от влияния Mitsubishi Motor Corp. В 1995 году компания становится одним из составляющих элементов группы DRB-HICOM.

В начале 1996 года проходит первый показ седана среднего класса Proton Perdana, данная модель создавалась на основе Mitsubishi Eterna. Ближе к концу года предприятие Proton решается на приобретение контрольного пакета (80%) акций Lotus - британской фирмы.

Proton довольно «резво» расширяет ассортимент своего моджельного ряда, который еще несколько лет назад включал в себя только модели по лицензии Mitsubishi.

Транспортные средства серии 400 по конструкцией довольно похожие на Mitsubishi Lancer. Автомобили производятся с кузовами седан, а также 5-дверный хэтчбек.

Proton Putra 218 GLXi пре6дставляет собой некую копию известного двухдверного купе Mitsubishi Mirage 1991 года. Автомобиль не отличается яркой и оригинальной «внешностью», тем не менее, смотрится довольно ладно и гармонично. Модель оснащена спойлером, который находится на крыше багажника, а также хромированным наконечником, размещенным на двуствольной выхлопной трубе.

В основу кабриолета Wira Cabrio была положен модель Satria. По внешнему виду модели довольно сильно отличаются между собой, в основном в связи с использованием другой обвески.

Итак, самая большая и могучая автокомпания Малайзии Proton Otomobil Nasional Berhad на протяжении 2000 года выпустила более 169 тысяч автомобилей. Тем не менее, компания не собирается останавливаться на достигнутом, и уже в ближайшее время существенно расширить предлагаемый ассортимент собственными моделями разработками, которые не будут выпускаться под лицензией Mitsubishi.

Так, в начале 2000 года мир увидел новую модель Waja, которая уже с лета 2001 года была представлена на европейских рынках под звучным названием - Impian, что в переводе с родного малазийского языка означает - "мечта сбывается". Даная модель является исключительно малазийской разработкой прип помощи инженеров Lotus.

С 2003 года в Малайзии были отменены огромные пошлины на импортные транспортные средства, именно поэтому местный производитель автомобилей Proton прикладывает все усилия для того чтобы не быть вытесненным «импортными гостями».

Таким образом, все советские, а впоследствии и российские космические корабли ТКС, Л-1/«Зонд», ИСЗ, орбитальные и межпланетные станции (Салют-ДОС, Алмаз), модули Мира и МКС, выводились на орбиту ракетоносителями серии «Протон». К середине 2000-х годов наибольшее распространение получила модификация «Протон-М». На её долю приходится основная часть выводимых на орбиту космических аппаратов (федеральных российских и коммерческих иностранных).

Первоначально УР-500 (универсальная ракета) проектировался и создавался в качестве орбитальной и межконтинентальной баллистической ракеты способной доставить сверхмощную (100 мегатонн и более) термоядерную боеголовку в любую точку планеты. Однако предусматривался и вариант использования её как ракеты-носителя тяжёлых спутников. 16 июля 1965 года состоялся первый пуск двухступенчатой РН УР-500. В качестве полезной нагрузки выступал космический аппарат Н-4 № 1 «Протон-1». Всего в период с 65 по 66 год осуществлено четыре запуска.

В рамках советской «лунной программы» с июля 1965 года разрабатывается новый трёхступенчатый РН УР-500К (8К82К «Протон-К») и параллельно начиналось проектирование четвёртой ступени. Официально, днём рождения РН «Протон- К» считают 10 марта 1967 года, когда был произведён запуск трёхступенчатой ракеты с блоком Д и КК 7К-Л1П («Космос-146»).

Несмотря на значительные успехи и большое количество удачных конструктивных решений, количество аварий было слишком велико (в период с марта 1967 по август 1970 – 21 пуск, и только 6 целиком успешных). Это отсрочило принятие РН «Протон-К» на вооружение до 1978 года (после 61 пуска). Крайний запуск ракеты данного класса осуществлен 30 марта 2012 года. Она была собрана в ГКНПЦ им. М. В. Хруничева в конце 2000-х годов и хранилась в арсенале. Цель запуска - вывод на орбиту последнего спутника серии УС-КМО. При этом крайний раз применялся разгонный блок версии ДМ-2. В настоящее время «Протон-К» снят с производства. С 1967 по 2012 год ракетоносители данной серии запускались 310 раз. Трёхступенчатый вариант «Протон-К» использовался для доставки ПН (полезной нагрузки) на так называемые, низкие орбиты, а четырёхступенчатые – на орбиты высокоэнергетические. На высоту в 200 км «Протон» мог поднимать до 21 т ПН, и на ГСО (геостационарную орбиту) - до 2,6 т.

В 2001 году, ГКНПЦ им. М. В. Хруничева перешёл на выпуск новой модификации 8К82КМ, иначе - «Протон-М». Современная ракета превосходит предшествующие модификации в плане экологичности. Кроме того, на ней устанавливают новые разгонные блоки - 14С43 Бриз-М, благодаря которым появилась возможность значительно увеличить полезную нагрузку при подъёме на геопереходную и геостационарную орбиты. Ракета-носитель «Протон-М» оснащается высокоточной цифровой системой управления на основе бортового цифрового вычислительного комплекса. И, наконец, стало возможным увеличить размер обтекателей по сравнению с предыдущими РН «Протон-К».

Компоновка трёхступенчатого РН «Протон»

Первая ступень выполнена в форме блоков. Центральный имеет хвостовой отсек, бак окислителя и переходный отсек. Вокруг него симметрично размещены шесть боковых блоков. Каждый из них разделён на передний отсек, бак для горючего и хвостовой отсек. В последнем размещается маршевый жидкостный ракетный двигатель типа РД-253. Таким образом, можно сказать, что двигательная установка первой ступени включает в себя шесть автономных жидкостных ракетных двигателя. Их запуск происходит методом прорыва пиромембран, расположенных на входе в двигатель. Двигатель РД-253 снабжён системой подачи топлива с дожиганием генераторного газа.

Вторая ступень выполнена в форме цилиндра. Отсеки: переходной, топливный и хвостовой. Двигательная установка состоит из трёх РД-0210 и одного 0211 (все автономные). Задача РД-0211 - обеспечить наддув топливного бака. Все они могут отклоняться в тангенциальных направлениях на угол до 3°15". Суммарная тяга двигательной установки равняется 2 352 кН в пустоте. Запуск двигателей второй ступени происходит до включения ЖРД первой ступени, благодаря чему происходит «горячий» принцип разделения ступеней. А именно:

Тяга двигателей второй ступени становится больше остаточной тяги ЖРД первой ступени;
- пироболты, соединяющие фермы ступеней, подрываются;
- ступени начинают расходится;
- выходящие из камер ЖРД второй ступени продукты сгорания, воздействуют на тепловой экран первой ступени и отталкивают её.

Третья ступень включает в себя три отсека (приборный, топливный и хвостовой) цилиндрической формы. Снабжена одним маршевым ЖРД.

Силовые установки всех ступеней ракеты-носителя «Протон» используют одинаковые компоненты топлива. Это несимметричный диметилгидразин (иначе гептил или НДМГ), химическая формула которого - (CH3)2N2H2, а также тетраоксид азота - N2O4. Эти компоненты относятся к разряду особо токсичных, и требуют самого осторожного обращения. Их использование обусловлено возможностью увеличить надёжность двигательной установки и упрощение её конструкции за счёт самовоспламенения топливной смеси.

Все запуски РН «Протон» происходят исключительно с космодрома Байконур. Там к началу 1965 года построили стартовый и технический комплексы – два рабочих места (площадка 92/1) и две пусковые установки (площадка 81). Дополнительный стартовый комплекс (площадка 200) был закончен в конце 70-х годов. Стоимость одного запуска РН типа «Протон», в среднем, обходится в $80 - $100 млн или 2,4 млрд рублей.

Описание* : Proton 7 от Universal Nutrition это премиальный протеин, он создан на основе продвинутой мультипротеиновой матрицы состоящей из оптимального соотношения быстрых и долгоусваивающихся протеинов. Proton 7 содержит 23 грамма ультра-премиум протеина в каждой порции, к тому же Universal Nutrition Proton 7 содержит 5 грамм клетчатки и 5 грамм незменимых жирных кислот в каждой порции, а также соедржит смесь пищеварительных ферментов для улучшения биодоступности и усваиваемости протеина и макисмального попадания в кровь аминокислот. Proton 7 подходит для использования в любое время суток!

Состав питательных веществ в одной порции (1 мерная ложка - 43,7 гр.) продукта**:

• Калории - 181, в т.ч. калории от жиров - 45
• Всего жиров - 5 гр., в т.ч. насыщенные жиры - 1 гр., транс жиры - 0 гр.
• Холестерин - 21 мг.
• Калий - 136 мг.
• Натрий - 102 мг.
• Всего углеводов - 11 гр., в т.ч. пищевая клетчатка - 5 гр., сахар - 2 гр.
• Протеин - 23 гр.
• Кальций - 44%
• Железо - 4%
• Фосфор - 27%
• Магний - 3%
• Селен - 8%

Ингредиенты**: протеиновая матрица Proton 7 (ультра фильтрованный концентрат сывороточного протеина (молоко),
концентрат молочного протеина, казеинат кальция, мицеллярный казеин, гидролизат сывороточного протеина, изолят сывороточного протеина, яичный альбумин), матрица пищеварительных ферментов и клетчатки Proton 7 (полидекстроза, инулин, бромелайн, папаин), матрица незаменимых жирных кислот Proton 7 (подсолнечное масло, порошок триглицеридов со средней цепочкой), мальтодекстрин, натуральные и искусственные ароматизаторы, сухой кукурузный сироп, лецитин (соя), натрия казеинат, смесь коллоидов Proton 7 (целлюлозная камедь, ксантановая камедь, каррагинан), хлорид натрия, ацесульфам калия, моноглицериды, дикалия фосфат, токоферолы, диоксид кремния, сукралоза. Возможно содержание молока, сои, яйц, арахиса, орехов, рыбы, молюсковых и пшеницы.

Применение: смешайте 1-2 мерных ложки Proton 7 с 240-480 мл. нежирного молока или вашего любимого напитка. Для лучшего размешивания используйте блендер или шейкер. Не превышайте рекомендуемую дозировку. Продукт не должен использоваться, как замена полноценного питания. Прекратите прием продукта, если почувствуете отклонения от нормального состояния здоровья.

Порций в упаковке: 52.

Противопоказания: индивидуальная непереносимость компонентов продукта, беременным и кормящим женщинам, лицам до 18 лет. Перед применением проконсультироваться с врачом.

Примечание: не является лекарством.

Условия хранения: хранить вдали от прямого попадания солнечных лучей, в сухом, прохладном месте, недоступном для детей.

Срок годности: смотреть на упаковке.

Изготовитель : Universal Nutrition, 3 Terminal Rd, New Brunswick, NJ 08901, Phone: 800.872.0101.

* описание предоставлено производителем продукта.

** состав питательных веществ и ингредиентов, а также вес одной порции и вес самого продукта может незначительно меняться в зависимости от вкуса продукта.