Новое семейство ракет-носителей Китая



    В минувшую субботу успешно прошел первый пуск китайской ракеты-носителя «Великий поход-7» среднего класса. Это уже вторая ракета нового семейства. А скрытность китайской космонавтики преподнесла нам сюрприз — оказывается, одной из полезных нагрузок этого экспериментального пуска был макет нового пилотируемого космического корабля.

    Наведем порядок




    Под общим названием «Великий поход» (далее они же CZ, Чанчжэн или LM) китайцы объединили самые разные ракеты, поэтому необходимо навести некоторый порядок с обозначениями.
    Легкая ракета «Великий поход-1» запустила первый китайский спутник, а версия 1D предлагалась для коммерческих пусков. Клиентов не нашлось, поэтому CZ-1 была запущена всего два раза, а CZ-1D три раза испытывала боеголовки.
    «Великий поход-2» является семейством ракет сам по себе. Были разработаны легкие версии -2A,C,D (до трех тонн на низкую орбиту) и средние E (9200 кг на НОО) и F (8400 кг на НОО). CZ-2E уже не летает, а -2F является рабочей лошадкой китайской пилотируемой программы.
    «Великий поход-3» это подсемейство ракет-носителей легко-среднего класса, от 5 до 13 тонн на низкую орбиту. Более грузоподъемные варианты B и C используются для вывода спутников на геостационарную орбиту.
    «Великий поход-4» в разных вариантах выводит 4-4,2 тонны на низкую орбиту и используется для пусков на полярную орбиту.

    Все вышеперечисленные ракеты используют в качестве топливной пары гептил и амил. Гептил (несимметричный диметилгидразин) — это вещество высшего класса опасности, яд, канцероген, мутаген, тератоген и в целом редкостная гадость. Амил (тетраоксид азота) — пакость чуть менее гадкая, ядовит всего лишь как хлор, и от него растения лучше растут. Эти компоненты были удобны для боевых межконтинентальных ракет, потому что могли храниться в жидком виде при комнатной температуре, и ракета могла в любую секунду стартовать. Они также очень удобны в космосе, потому что не требуют специальной теплоизоляции. И если несколько сотен килограмм отравы на разгонном блоке, спутнике, межпланетном аппарате или космическом корабле еще можно пережить, то сотни тонн гептила и амила на первых ступенях ракет-носителей — это по современным представлениям уже перебор. Они также более дорогие, чем кислород и керосин, и требуют для производства специальных заводов, на которых также приходится принимать меры безопасности, чтобы не потравить персонал и живущих в округе. Поэтому, как и в случае с нашим «Протоном», дни этих ракет подходят к концу. А на их место придут более экологически чистые ракеты:

    «Великий поход-11» — это новая твердотопливная ракета-носитель легкого класса, впервые полетевшая в 2015 году и имеющая грузоподъемность 700 кг на низкую орбиту.

    И, наконец, новое семейство кислородно-керосиновых ракет:
    «Великий поход-6» — ракета-носитель легкого класса (одна тонна на полярную орбиту, несколько на низкую околоземную). Впервые полетела в сентябре 2015.
    «Великий поход-7» — ракета-носитель среднего класса, 13,5 тонн на низкую орбиту, впервые полетела в субботу.
    «Великий поход-5» тяжелая ракета-носитель, 25 тонн на низкую орбиту, первый полет ожидается во второй половине этого года.

    Кроме этого известно, что CZ-9 — это проект сверхтяжелой ракеты грузоподъемностью 130 тонн.

    А эта диаграмма показывает годы службы каждого типа ракет.



    Родня по двигателям


    Почему эти три ракеты можно отнести к одному семейству? Дело в том, что они используют одни и те же двигатели. С двухтысячных годов Китай разрабатывает технологию жидкостных ракетных двигателей закрытого цикла. В результате были созданы два кислородно-керосиновых двигателя: YF-100 и YF-115.



    YF-100 — двигатель тягой 136 тонн в вакууме. Говорят, что КБ «Южное» (Украина) в начале 90-х годов продало в Китай документацию на двигатель второй ступени РН «Зенит» РД-120, и на ее основе китайцы стали делать ракетные двигатели замкнутого цикла. Даже если дело было действительно так, YF-100 не является прямой копией, его тяга заметно больше, чем 85 тонн РД-120, а удельный импульс ниже.



    YF-115 — двигатель тягой 15 тонн, с удельным импульсом 341 секунда, выше, чем YF-100 (335 секунд) и ниже РД-120 (350 секунд).

    Использование закрытого цикла, при котором выхлоп из газогенератора подается в камеру сгорания, позволило получить высокие значения удельного импульса, что поставило эти двигатели на хороший мировой уровень. Для сравнения, самый высокий удельный импульс кислородно-керосиновых двигателей у РД-0124 (359 секунд), а удельный импульс Merlin Vacuum на сайте SpaceX указан равным 348 секундам.

    «Великий поход-6»


    Если на первую ступень поставить один YF-100, на вторую ступень — один YF-115 и добавить третью ступень для вывода полезной нагрузки на солнечно-синхронную орбиту, то мы получим ракету-носитель CZ-6. Небольшая, стартовой массой всего 103 тонны и максимальным диаметром 3,35 м, «Великий поход-6» разработана для простой транспортировки:



    И несложного обслуживания:



    15 сентября CZ-6 успешно вывела на солнечно-синхронную орбиту 20 небольших спутников:



    «Великий поход-7»


    Если мы возьмем 2 YF-100 на центральный блок (вторую ступень), добавим четыре боковых блока (первая ступень) с одним YF-100 на каждом, а на третью ступень поставим четыре YF-115, то получится «Великий поход-7». Стартовая масса в 594 тонны позволит поднять на низкую орбиту 13,5 тонн. Максимальный диаметр блока в 3,35 м позволяет легко перевозить ракету автотранспортом от порта:



    Затем собирать в монтажно-испытательном комплексе и вывозить на старт:



    Фото субботнего пуска:



    Видео:



    Очень любопытно, что ракета по сути ближе к двухступенчатой. Из видео следует, что вторая ступень сбрасывается всего через 14 секунд после отделения четырех блоков первой ступени, это очень необычно и весьма неэффективно. Может быть, YF-100 не может работать дольше трех минут?

    «Великий поход-5»


    Ну и, наконец, если мы возьмем первую ступень из четырех блоков с двумя YF-100 на каждом, а на вторую и третью ступень поставим кислородно-водородные двигатели (YF-75 и YF-77), то получится ракета «Великий поход-5» с грузоподъемностью 25 тонн на низкую орбиту. Про нее известно, что вторая и третья ступень будут иметь диаметр 5,2 м, а стартовая масса ракеты оценивается в 867 тонн. Уже есть фото вывоза макета ракеты на старт:



    Неизвестный корабль


    Через двадцать часов после запуска основная полезная нагрузка совершила посадку, и оказалось, что это тестовый аппарат, из которого будут разрабатывать не то грузовой, не то пилотируемый корабль.





    Из-за китайской секретности совершенно непонятно пока, как это называется и как будет дальше испытываться. Судя по размеру, это скорее всего масштабная модель, меньше, чем оригинал. Так же, судя по фото и видео, скорее всего в этом полете на модели не было двигателей мягкой посадки (или иной системы смягчения удара о землю), которая должна быть на полноразмерном корабле.

    Заключение


    Отдельно стоит упомянуть проскочившую в одном из интервью фразу о том, что в пятилетке 2016-2021 годов ракет этого семейства будет запущено полторы сотни, что дает годовое количество в 30 пусков. В таком случае Китай будет соревноваться за первое место по количеству пусков в год (по этому параметру последние годы лидирует Россия, но США с пусками «новых частников» уже начинают дышать в затылок). Отдельный вопрос — где и какую полезную нагрузку найдет Китай на эти пуски?
    Поделиться публикацией
    Никаких подозрительных скриптов, только релевантные баннеры. Не релевантные? Пиши на: adv@tmtm.ru с темой «Полундра»

    Зачем оно вам?
    Реклама
    Комментарии 29
    • +1
      Отличная статься, спасибо!

      Сложно представить, каким монстром должен быть 130-тонный SZ-9 (это ж сколько двигателей там должно быть?..)
      • +1
        Стартовая масса примерно 2000 тонн (по аналогии с другими ракетами), следовательно, YF-100 потребуется как минимум двадцать штук. Если они к 2020-м не сделают более мощный двигатель, конечно.
      • 0
        >>В минувшую субботу успешно прошел первый пуск китайской ракеты-носителя «Великий поход-6» среднего класса.
        — это была -7

        Полезной нагрузкой был уменьшенный макет нового пилотируемого корабля, который в том числе будет использоваться при полетах к Луне. Никакой секретности нет, о корабле писали китайские сайты как на китайском, так и на английском.
        • 0
          Спасибо.
          • 0
            а подправmте пожалуйста в первом абзаце макет на уменьшенный макет
            на китайском можно почитать http://www.chinaspaceflight.com/manned-spacecraft/new-generation-manned-spacecraft.html
            на английском (в будущем времени) http://news.xinhuanet.com/english/2016-06/25/c_135466031.htm «In a cloud of white smoke, the rocket, carrying a scaled-down version of „a reentry module of a multi-function spacecraft,“ ascended against a the dark sky, trailing a vast column of flame.»

            У макета и отделения парашюта не было, и из-за его небольшой массы был только один купол.
            • 0
              Там это не принципиально, а в тексте разъясняется.
        • +2
          Судя по «Протону-лайт», старичка на пенсию отправлять ещё никто не собирается.
          • 0
            Да, странная история получается. Вроде бы договорились, что Протон идет на пенсию, а на его место приходит Ангара, и тут новости, что работы по Протону-Лайт идут как бы не больше года.
            • 0
              Видимо, когда говорят замене Протона на Ангару имеют ввиду только пуски в интересах министерства обороны. Протон-Лайт же создаётся исключительно под коммерцию, без оглядки на МО. Брать будут ценой, сейчас и так пуск Протон-М стоит 65 млн. $, а Протон-Лайт будет ещё дешевле.
              • +2
                Проблема в том, что Ангара разрабатывалась как дешевая ракета, УРМ должны были снизить стоимость. Если ее пускать только для военных, то получится аналог дорогой Delta-IV, и зачем тогда она такая будет нужна?
                • 0
                  То что хотели и то что получилось зачастую очень разные вещи. Дельта и Атлас ещё дороже Ангары но летают же, понятное дело, что за счет заказов МО, видимо и Ангару ждет та же судьба.
                  • +1
                    У дельты и атласов есть свои уникальные преимущества — рекордная надежность и рекордные нагрузки на высокие орбиты в тяжелых конфигурациях. Дешевые серийные спутники ими запускать дорого, а вот уникальные и тяжелые — самое оно. Другой вопрос что востребовано это в основном военными и НАСА.
                  • 0
                    Это проблема в целом для российской и американской ракетной отрасли, особенно для сверхтяжелых ракет: если не ставить большие цели, на 10-15 лет с постоянными запусками каждый год (как лунная программа, марсианская программа), то и не будет массового производства, не будет удешевления каждого запуска за счет этого.
                    Будет такая же печальная статистика как для ракеты Сатурн-5: 15 штук сделано, 2 тестовые, 10 летало куда задумано, 1 со орбитальной станцией, а 2 совсем не летали — в музей отправлены.
                    Или ещё хуже как для Энергии-Буран: 2 сделаны, одна тестовая, одна для пробы «Бурана», а из трех готовых «Буранов» летал один.
            • +3
              Такими темпами роста китайская космическая программа совсем скоро может и обогнать ведущие державы по целому ряду параметров.
              • +2
                У меня легкое-легкое подозрение, что, когда заимствование уже будет невозможно, семимильные прыжки вперед делать станет тяжеловато. Но что они парни настойчивые — это видно.

                Понять бы еще, что они собрались выводить и куда. А то, точно, на Европу полетят, как у Кларка в "2010: Одиссее Два", а весь мир узнает, только когда садиться начнут.
                • 0
                  «Отсель грозить мы будем миру». Сдаётся, что Китай нацелен в первую очередь на околоземные орбиты и наращивание военно-стратегического паритета. А там уже и в международной политике свои позиции укрепит.
                  • 0
                    Не вижу причин им остановить свой семимильные прыжки. Помнится в 20-е советские инженеры заглядывались на купленную для ознакомления западную технику. Потом осторожно копировали и учились. А 15 лет спустя все прочие уже засматривались на «Максима Горького», ТБ-3, сверхдальний АНТ-25. То же можно сказать и про обращенную в руины послевоенную Японию и их технологический рывок. Так что я искренне рад за китайских товарищей.
                • 0
                  А кроме двигателей никакого унифицирования между CZ 5,6,7 нет? Ну там ступени одинаковые или что то такое?
                  • +1
                    Нет информации. На вид ступени разные, но диаметр одинаковый. Может быть производственная оснастка одна?
                  • 0
                    А подробностей по внутреннему устройству ракет, схем движков — не попадалось?
                    • +1
                      Они зачем-то скрывают даже трубопроводы на ступени:

                      image

                      И это на гражданской ракете. Так что с нормальной информацией, похоже, еще долго будут проблемы.
                      • –2
                        Ну, может чего-то стесняются? :)
                        Мало ли чего не запилили? Или запилили не так?
                        image
                        • 0
                          Может они стесняются очевидной недоработки: что-там скотчем прикрутили и эпоксидкой залили.

                          Или там стоит насос/редуктор слизанный/украденный у других космических держав китайскими шпионами с риском для их жизни и здоровья. Чтобы не подставить шпионов/агентов, лучше не светить этот агрегат, который легко опознают его создатели.
                          Вот и размазали картинку.
                      • 0
                        Меня удивляет такой большой спектр по нагрузкам с небольшим шагом. Можете рассказать, под какую полезную (невоенную) нагрузку выбирается конструкция ракеты?
                        • +1
                          В семействе 5,6,7 шаг как раз очень рациональный. Легкая, средняя, тяжелая. Или вы про что-то другое?
                          • 0
                            Это я про то, что даже не знаю, сколько весит полезная нагрузка, и чем по задачам отличаются легкая, средняя, тяжелая. И почему резко поскромнели по выводимой нагрузки тяжёлые и сверхтяжёлые ракеты относительно 70-80х.
                            • +1
                              Предполагалось что спутники будут становиться все круче, тяжелее и выводить их надо будет больше и чаще. Возможно их даже надо было бы снимать с орбиты, ремонтировать и повторно использовать. Оказалось что технический прогресс сделал спутники миниатюрнее, легче, надежнее. Теперь они весят меньше и работают по 15 лет. Сверхтяжелые остались не у дел.
                              • +1
                                Если коротко, легкая ракета нужна для небольших нагрузок на низкую орбиту и совсем небольших на солнечно-синхронную. Средняя может вывести спутник побольше на ССО и чуть-чуть на ГСО. А тяжелая ракета тонн на 20 на НОО выведет 5-6 тонн на геостационар, где главные деньги.
                          • 0
                            Спасибо за статью. Китайцы молодцы- такая плеяда ракет.
                            И ещё маленькое лирическое отступление. Понимаю что CZ это сокращение от Чанчжэн «Великий поход», но так как родился в Советском союзе, то каждый раз читая эти две буквы одёргиваю себя что китайцы запустили в космос не мотоцикл, а ракету :)

                            Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.