Анализ проектных параметров зарубежных ракет-носителей малой грузоподъемности
Авторы: Бечаснов П.М.
Опубликовано в выпуске: #10(166)/2025
DOI: 10.18698/2308-6033-2025-10-2480
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Проектирование, конструкция, производство, испытания и эксплуатация летательных аппаратов
Изложены особенности проектно-баллистических параметров современных зарубежных ракет-носителей малой грузоподъемности, относящихся по отечественной классификации к сверхлегкому и легкому классам. Рассмотрено их сравнительное изменение в сопоставлении с ранее разработанными изделиями аналогичной размерности. Проанализировано изменение доли полезной нагрузки по сравнению с более тяжелыми ракетами-носителями, уточнены основные причины снижения этой доли из-за влияния масштабного фактора. Анализ статистических зависимостей для ранее разработанных изделий показал, что для двигателей и ступеней жидкостных ракет массовое совершенство нелинейно снижается с уменьшением массы, а для твердотопливных ступеней остается в среднем постоянным. При этом у современных жидкостных носителей значимое улучшение наблюдается только в массовом совершенстве первых ступеней, а параметры второй ступени и используемых двигателей остаются на достигнутом ранее уровне. Доля полезной нагрузки на опорной и солнечно-синхронной орбитах слабо различается между зарубежными носителями малой грузоподъемности и, например, носителем среднетяжелого класса «Зенит-2». Наиболее значимый фактор, вызывающий снижение этой доли, — спад характеристик жидкостных ракетных двигателей с уменьшением тяги, что компенсируется ростом массового совершенства ракетных блоков с уменьшением нагрузки на мидель.
EDN URIJOI
Литература
[1] Kulu E. Small Launchers - 2023 Industry Survey and Market Analysis. URL: https://www.newspace.im/assets/Small-Launchers-2023_Erik-Kulu_IAC2023.pdf (дата обращения: 01.06.2025).
[2] RocketLab Electron Payload User’s Guide Version 4.0. URL: https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?action=dlattach;topic=35300.0;attach=1473092;sess=0 (дата обращения: 01.06.2025).
[3] RocketLab Electron Payload User’s Guide Version 7.0. URL: https://www.rocketlabusa.com/assets/Electron-Payload-User-Guide-7.0-v6.pdf (дата обращения: 01.06.2025).
[4] iSpace Hyperbola-1 User Manual. URL: https://impulso.space/launchService/operators/b92320df-2367-47b0-80e6-82fcbd4731e1/656b6f4d-e5e0-45b2-ad8e-66b92e83853c/userManual (дата обращения: 01.06.2025).
[5] KZ-1A Solid Launch Vehicle User’s Manual. URL: https://www.infosondas.com/2016/12/pdf-kz-1a%E2%80%85solid%E2%80%85launch%E2%80%85vehicle%E2%80%85-%E2%80%85user%E2%80%85manual/ (дата обращения: 01.06.2025).
[6] Northrop Grumman Corporation Minotaur Multiple Payload Adapter System (MPAS) User’s Guide. URL: https://cdn.northropgrumman.com/-/media/wp-content/uploads/Minotaur-MPAS-User-Guide-R1-1.pdf (дата обращения: 01.06.2025).
[7] Orbital Sciences Corporation Minotaur User’s Guide. URL: https://snebulos.mit.edu/projects/reference/launch_vehicles/OSC/Minotaur_User_Guide.pdf (дата обращения: 01.06.2025).
[8] Northrop Grumman Corporation Pegasus Payload User’s Guide. URL: https://snebulos.mit.edu/projects/reference/launch_vehicles/OSC/Pegasus_User_Guide.pdf (дата обращения: 01.06.2025).
[9] Eurockot Rockot User`s Guide. URL: http://www.eurockot.com/wp-content/uploads/2012/10/UsersGuideIss5Rev0web.pdf (дата обращения: 01.06.2025).
[10] Virgin Galactic LauncherOne Service Guide. URL: https://bynder.virgingalactic.com/m/79e8c34fe3c4d35d/original/Public-Payload-User-Guide_May-2024.pdf (дата обращения: 01.06.2025).
[11] SpaceX Falcon 1 Launch Vehicle Payload User’s Guide. URL: http://www.georing.biz/usefull/Falcon1UsersGuide.pdf (дата обращения: 01.06.2025).
[12] Relativity Terran 1 Payload User’s Guide. URL: https://static1.squarespace.com/static/59a8fb50d2b8575fad311abb/t/5f68d35cda98575604906432/1600705386517/Relativity+Terran+1+Payload+User%27s+Guide_Rev2.0.pdf (дата обращения: 01.06.2025).
[13] United Start Space Launch System Start–1. URL: https://snebulos.mit.edu/projects/reference/launch_vehicles/START/start-vI.pdf (дата обращения: 01.06.2025).
[14] ABL Space Systems Company RS1 Payload User’s Guide. URL: https://ablspacesystems.com/wp-content/uploads/2022/06/ABL-Payload-Users-Guide-2022-V1.pdf (дата обращения: 01.06.2025).
[15] Firefly Aerospace Alpha Payload User’s Guide. URL: https://fireflyspace.com/wp-content/uploads/2025/02/Alpha-PUG-5.1_2.pdf (дата обращения: 01.06.2025).
[16] Astra Rocket 4 Payload User’s Guide. URL: https://astra.com/wp-content/uploads/2022/11/Rocket-4-Payload-Users-Guide-v1.1-November-22.pdf (дата обращения: 01.06.2025).
[17] Глушко В.П. Развитие ракетостроения и космонавтики в СССР. 3-е изд., перераб. и доп. Москва, Машиностроение, 1987, 304 с.
[18] The International Magazine of Space and Astronautics Soviet Rocket Motors On View. A Publication of the British Interplanetary Society, January 1993, Vol. 35, No. l. URL: https://archive.org/stream/Spaceflight1993/Spaceflight%201993_djvu.txt (дата обращения: 01.06.2025).
[19] Гахун Г.Г. Атлас конструкций ЖРД. Описания. Часть II. Москва, МАИ, 1973, 155 с.
[20] Sutton G.P. Rocket Propulsion Elements. URL: https://ftp.idu.ac.id/wp-content/uploads/ebook/tdg/DESIGN%20SISTEM%20DAYA%20GERAK/Rocket%20Propulsion%20Elements.pdf (дата обращения: 01.06.2025).
[21] Heyman J. World Spacecraft Digest 1957–2002. URL: https://worldspacecraftdigest.wordpress.com/links/ (дата обращения: 01.06.2025).
[22] Bowman N.J. The Handbook of Rockets and Guided Missiles. URL: https://onlinebooks.library.upenn.edu/webbin/book/lookupid?key=ha001518864 (дата обращения: 01.06.2025).
[23] Siddiqi A.A. Challenge to Apollo: The Soviet Union and the Space Race 1945-1974. NASA SP-2000-4408. URL: https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/static/history/SP-4408pt1.pdf (дата обращения: 01.06.2025).
[24] Siddiqi A.A. Sputnik and the Soviet space challenge. Gainesville etc.: Univ. Press of Florida, 2003, 554 p.
[25] Gunston B. Rockets and Missiles. URL: https://archive.org/details/rocketsmissiles00guns (дата обращения: 01.06.2025).
[26] Isakowitz S.J., Hopkins J.B., Hopkins J.P. International Reference to Space Launch Systems. URL: https://archive.org/details/isbn_9781563475917/page/n627/mode/2up (дата обращения: 01.06.2025).
[27] Bilstein R.E. Stages to Saturn. NASA URL: https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19970009949/downloads/19970009949.pdf (дата обращения: 01.06.2025).
[28] Riabchikov E. Russians in Space: The Men, the Flights, and the Scientists Behind Them. English ed. New York, Doubleday, 1971, 300 p.
[29] Alway P. Rockets of the World. Saturn Press, Ann Arbor, 1995, 384 p.
[30] Baker D. Spaceflight and Rocketry — a Chronology. URL: https://archive.org/details/spaceflightrocke00bake (дата обращения: 01.06.2025).
[31] Gatland K. Missiles and Rockets. URL: https://archive.org/details/missilesrockets0000gatl/mode/2up (дата обращения: 01.06.2025).
[32] Gatland K. Spacecraft and Boosters. URL: https://archive.org/details/spacecraftbooste0000gatl (дата обращения: 01.06.2025).
[33] Gatland K. The Illustrated Encyclopedia of Space Technology. URL: https://archive.org/details/illustratedencyc0000unse_u9h7 (дата обращения: 01.06.2025).
[34] Philip R.H. Russia in Space — the Failed Frontier? Springer, Praxis, 2001, 330 p. https://doi.org/10.1016/S0265-9646(01)00012-1 (дата обращения: 01.06.2025).
[35] Численное моделирование полета орбитального носителя в MS Exce. URL: http://www.geocities.ws/levinkirill/SpaceModel/rus/LaunchModel.html (дата обращения: 01.06.2025).
[36] Liu Y., Yang J., He Y., Ni Z., Wu Y. Concept and Key Technology Analysis of Electric Pump-Fed Liquid Propellant Rocket Engine. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/781/4/042016/pdf (дата обращения: 01.06.2025).
[37] Шейнин В.М., Козловский В.И. Весовое проектирование и эффективность пассажирских самолетов: справочник. Москва, Машиностроение, 1984, 552 с.
[38] Koelle D.E. Handbook of Cost Engineering and Design of Space Transportation Systems. Number TCS-TR-200. TransCostSystems (TCS), Ottobrunn Germany, 8.2 edition, October, 2013.
[39] Попович П.Р., Скребушевский Б.С. Баллистическое проектирование космических систем. Москва, Машиностроение, 1987, 240 с.
[40] Kwak H.D., Kwon S., Choi C.-H. Performance assessment of electrically driven pump-fed LOX/kerosene cycle rocket engine: Comparison with gas generator cycle. Aerospace Science and Technology, 77. https://doi.org/10.1016/j.ast.2018.02.033
[41] Алемасов В.Е. Теория ракетных двигателей. Изд. 2-е, перераб. и доп. Москва, Машиностроение, 1969, 546 с.
[42] Morring F.Jr., Guy N. Rocket Lab Unveils Battery-Powered Turbomachinery. URL: https://web.archive.org/web/20160304053054/http://aviationweek.com/space/rocket-lab-unveils-battery-powered-turbomachinery (дата обращения: 01.06.2025).
[43] Rocket Lab Introduction. URL: https://web.archive.org/web/20160920143833/ http://usgif.org/system/uploads/4606/original/ROCKET_LAB_INTRO_USGIF.pdf (дата обращения: 01.06.2025).
[44] What is Rocket Lab Electron’s dry mass? URL: https://space.stackexchange.com/questions/59116/what-is-rocket-lab-electrons-dry-mass (дата обращения: 01.06.2025).
[45] Boeing Launch Services Land Launch User’s Guide. URL: http://www.georing.biz/usefull/LLUG.pdf (дата обращения: 01.06.2025).
[46] Мишин В.П., Безвербый В.К., Панкратов Б.М. Основы проектирования летательных аппаратов (транспортные системы). Москва, Машиностроение, 1985, 360 с.
[47] Шунейко И.И. Пилотируемые полеты на луну, конструкция и характеристики Saturn V Apollo. URL: https://epizodyspace.ru/bibl/raketostr3/1-3.html (дата обращения: 01.06.2025).