Разгонный блок "Фрегат" - важнейший элемент ракеты-носителя, без которого невозможно эффективное выведение полезной нагрузки на орбиту. Давайте разберемся в его устройстве, функциях и технических характеристиках.
Назначение и функции разгонного блока "Фрегат"
Основные функции разгонного блока "Фрегат":
- Выведение КА на различные орбиты (низкие околоземные, средние, высокоэллиптические, геостационарные и др.)
- Разведение полезных нагрузок при групповых запусках
- Ориентация и стабилизация головного блока
- Коррекция орбиты выведенных КА
Благодаря этим функциям разгонный блок позволяет эффективно использовать грузоподъемность ракеты-носителя и выполнять сложные задачи по доставке полезных грузов в космос.
Основные технические характеристики
Ключевые технические характеристики разгонного блока "Фрегат":
- Масса: от 2100 до 4500 кг в зависимости от модификации
- Тяга маршевого жидкостного ракетного двигателя: 2030 кгс (19,9 кН)
- Количество возможных включений маршевого двигателя: до 7
- Топливо: высококипящие компоненты - несимметричный диметилгидразин (гептил) + тетраоксид азота
- Срок активного существования: до 48 часов
Благодаря этим характеристикам разгонный блок способен эффективно функционировать в течение нескольких суток, многократно включая двигатель для выполнения сложных задач.
Разгонный блок фрегат: конструкция и компоновка
Конструктивно-компоновочная схема разгонного блока "Фрегат" выглядит следующим образом:
- Блок состоит из 6 сваренных между собой емкостей
- 4 бака - для компонентов топлива (окислителя и горючего)
- 2 отсека - для размещения бортовой аппаратуры и оборудования (один герметичный, другой негерметичный)
Основные элементы конструкции:
- Маршевый жидкостный ракетный двигатель С5.92 с тягой до 2030 кгс
- ДУ стабилизации, ориентации и коррекции
Такая компоновка позволяет эффективно использовать имеющийся объем и разместить все необходимые системы.
Модификации разгонного блока "Фрегат"
"НПО Лавочкина", производитель разгонного блока "Фрегат", разработал несколько его модификаций:
- Базовый "Фрегат"
- "Фрегат-МТ" - с дополнительными топливными емкостями
- "Фрегат-СБ" - со сбрасываемым блоком баков после их опорожнения
Эти модификации позволяют увеличить энергетические возможности разгонного блока для решения более сложных задач.
Использование в составе ракет-носителей
"РБ Фрегат" может использоваться в составе различных ракет-носителей:
- "Союз-ФГ", "Союз-2" - для запусков с Байконур, Плесецк, Восточный
- "Зенит-3СЛБФ" - для запусков с Байконур
- "Ангара-А3" - перспективная российская ракета-носитель
Также разработана специальная модификация "Фрегат-МТ" для запусков в составе ракеты-носителя "Союз-СТ" с космодрома Куру во Французской Гвиане.
Запуски с участием "РБ Фрегат"
По состоянию на 2020 год выполнено 86 пусков разгонных блоков "Фрегат" и его модификаций. Выведено на орбиту более 200 космических аппаратов российского и зарубежного производства. Запуски производились с 4 космодромов:
- Плесецк
- Байконур
- Восточный
- Куру (Французская Гвиана)
Надежность
Коэффициент надежности пусков с участием "РБ Фрегат" составляет 97,7%. Это один из самых высоких показателей среди разгонных блоков в мире.
За всю историю было лишь 2 аварии по вине блока "Фрегат":
- 22 августа 2014 года - ошибка в программном обеспечении
- 28 ноября 2017 года - отказ датчика угловой скорости
В целом "НПО Лавочкина" успешно справляется с задачей повышения надежности "РБ Фрегат".
Перспективы модернизации
Специалисты "НПО" планируют дальнейшую модернизацию разгонного блока:
- Повышение энерговооруженности
- Увеличение количества возможных включений двигателя
- Переход на более экологичные компоненты топлива
Это позволит решать все более амбициозные задачи освоения космоса с помощью "РБ Фрегат".
Требования к надежности
К разгонному блоку "Фрегат" предъявляются повышенные требования к надежности, поскольку от его безотказной работы зависит успех всей миссии по доставке полезного груза.
Основные требования:
- Ресурс двигательной установки - не менее 7 включений
- Срок активного существования - не менее 48 часов
- Вероятность отказа - не более 0,02
Для обеспечения таких показателей проводятся ресурсные испытания и мероприятия по повышению ремонтопригодности и контролепригодности всех систем.
Меры по повышению надежности
Чтобы гарантировать высокую надежность "РБ Фрегат", специалисты "НПО Лавочкина" реализуют следующие меры:
- Заложение большого ресурса с запасом при проектировании
- Применение резервирования ответственных систем
- Тщательные наземные испытания всех компонентов
- Модернизация и замена устаревших комплектующих
Благодаря такому подходу удается поддерживать и повышать показатели надежности разгонного блока из года в год.
Стоимость изготовления и эксплуатации
Стоимость одного экземпляра разгонного блока "Фрегат" составляет около $20 млн. Эта цифра включает в себя:
- Затраты на комплектующие и материалы
- Расходы на оплату труда сотрудников
- Амортизацию производственных мощностей
Стоимость подготовки к запуску и проведения пуска ракеты-носителя с разгонным блоком "Фрегат" оценивается примерно в $50-70 млн.
Производственные мощности
Производство разгонных блоков "Фрегат" осуществляется на мощностях ФГУП "НПО им. Лавочкина" в подмосковном Химках. Здесь располагаются:
- Цеха механообработки и сборки
- Испытательные корпуса
- Отделы электромонтажа и контроля
- Лаборатории неразрушающего контроля и диагностики
В настоящее время предприятие работает с небольшой загрузкой производственных площадей. Есть возможность нарастить выпуск разгонных блоков до 12-15 штук в год.
Кадровый потенциал
Около 1000 сотрудников "НПО им. Лавочкина" участвуют в работах по разгонному блоку "Фрегат". Ключевые компетенции:
- Проектирование ракетных двигателей
- Управление технологическими процессами
- Разработка программного обеспечения
- Проведение стендовых испытаний
База знаний и опыта позволяет уверенно осуществлять модернизацию "РБ" под современные задачи.
Маркетинг и продвижение
Разгонный блок "Фрегат" широко используется в маркетинговых материалах "НПО Лавочкина", поскольку является "визитной карточкой" предприятия. Для продвижения активно используются:
- Выставки в России и за рубежом
- Реклама в отраслевых СМИ
- Сетевой маркетинг и SMM
Все это позволяет поддерживать спрос на продукцию предприятия, включая разгонные блоки.
