Скиф-ДМ

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 25 Апреля 2013 в 16:43, реферат

Краткое описание

15 мая 1987 года с космодрома Байконур впервые стартовала сверхтяжелая ракета-носитель 11К25 "Энергия" N6СЛ (стендово-летная). Запуск стал сенсацией для мировой космонавтики. Появление носителя такого класса открывало перед нашей страной захватывающие перспективы. В своем первом полете ракета-носитель "Энергия" несла в качестве полезной нагрузки экспериментальный аппарат "Скиф-ДМ" (17Ф19ДМ), в открытой печати названный "Полюс".

Вложенные файлы: 1 файл

Скиф-ДМ.docx

— 1.67 Мб (Скачать файл)

Однако в ходе заправки носителя возникли технические неполадки, из-за которых подготовка к старту была задержана в целом на пять с половиной часов. Причем общее  время задержек составило около  восьми часов. Однако график предстартовых  операций имел встроенные задержки, за счет чего удалось на два с половиной  часа сократить отставание. 
Задержки случились по двум причинам. Сперва обнаружилась негерметичность разъемного стыка трубопроводов по линии управляющего давления на расстыковку разъемного соединения термостатирования и отстрела электроплаты на блоке 30А из-за нештатной установки уплотнительной прокладки. Исправление этой нештатной ситуации заняло пять часов. 
Затем было обнаружено, что один из двух бортовых клапанов в магистрали термостатирования жидкого водорода, после выдачи автоматической команды на их закрытие, не сработал. Об этом можно было судить по положению концевых контактов клапана. Все попытки закрыть клапан ни к чему не привели. Оба этих клапана закреплены на ракете-носителе на одном основании. Поэтому было принято решение открыть исправный закрытый клапан "вручную", подав команду с пульта управления, а затем выдать команду "Закрытие"" сразу двум клапанам одновременно. При этом было бы обеспечено механическое воздействие от нормально работающего клапана через общее основание на второй клапан. После выполнения этой операции от "зависшего" клапана поступила информация о его закрытии. 
Чтобы подстраховаться, команды на открытие и закрытие клапанов повторили вручную еще два раза. Каждый раз клапаны закрывались нормально. В ходе дальнейшей подготовки к запуску "зависший" клапан работал нормально. Однако эта нештатная ситуация "вырвала" из графика еще один час. 
Еще два часа задержек набежали из-за неполадок в работе некоторых систем наземного оборудования универсального комплексного стенд-старта. 
В результате лишь в 17:25 была объявлена трехчасовая готовность к старту, начался ввод оперативных данных на пуск. 
В 19:30 была объявлена часовая готовность. На отметке Т-47 мин началась дозаправка жидким кислородом центрального блока РН, которая завершилась через 12 минут. В 19:55 начался набор стартовой готовности аппарата. Затем в Т-21 мин прошла команда "Протяжка 1". Через 40 секунд на "Энергии" включились радиосредства, а в Т-20 мин началась предстартовая подготовка носителя и включилась корректировка уровня керосина в баках горючего боковых блоков и их наддув. За 15 минут до старта (20:15) включился режим подготовки системы управления "Скифа-ДМ". 
Команда "Пуск", инициирующая автоматическую циклограмму запуска ракеты-носителя, была выдана за 10 минут до старта (20:20). Одновременно включилась корректировка уровня жидкого водорода в баке горючего центрального блока, которая продолжалась 3 минуты. За 8 мин 50 сек до старта начался наддув и дозаправка жидким кислородом баков окислителя блока А, которые завершились тоже через 3 минуты. В Т-8 мин была взведена автоматика двигательной установки и пиросредств. В Т-3 мин была выполнена команда "Протяжка 2". За 2 мин до пуска было получено заключение о готовности аппарата к запуску. В Т-1 мин 55 сек должна была начать подаваться вода для охлаждения газоотводного лотка. Однако с этим возникли проблемы, вода в нужном количестве не поступала. За 1 мин 40 сек до контакта подъема двигатели центрального блока были переведены в "стартовое положение". Прошел предпусковой наддув боковых блоков. В Т-50 сек произошел отвод площадки обслуживания 2 ЗДМ. За 45 сек до старта включилась система дожигания стартового комплекса. В Т-14.4 сек произошло включение двигателей центрального блока, в Т-3.2 сек прошел запуск двигателей боковых блоков.

Ракета-носитель "Энергия" на УКСС

Первый запуск РН "Энергия" с КА "Полюс" 15 мая 1987 года в 21 ч 30 мин

Первые секунды полета


В 20 часа 30 минут (21:30 ДМВ, 17:30 GМТ) прошел сигнал "Контакт подъема", отошла площадка 3 ЗДМ, от "Скифа-ДМ" отделился переходный стыковочный блок. Огромная ракета ушла в ночное бархатно-черное небо Байконура. В первые секунды полета в бункере управления возникла легкая паника. После отрыва от стыковочно-опорной платформы (блок Я) носитель сделал  сильный качок в плоскости тангажа (см. кадры киносъемки слева). В принципе, этот "кивок" был заранее предсказан специалистами по системе управления. Он получался из-за заложенного в систему управления "Энергии" алгоритма. Через пару секунд полет стабилизировался и ракета ровно пошла вверх. В дальнейшем этот алгоритм был откорректирован, и при пуске "Энергии" с "Бураном" этого "кивка" уже не было.

Две ступени "Энергии" отработали успешно. Через 460 секунд после  старта "Скиф ДМ" отделился от ракеты-носителя на высоте 110 км. При  этом орбита, точнее - баллистическая траектория имела следующие параметры: максимальная высота 155 км, минимальная высота минус 15 км (то есть перицентр орбиты лежал  под поверхностью Земли), наклонение плоскости траектории к земному  экватору 64.61 град.  
В процессе разделения без замечаний сработала система увода аппарата с помощью 16 РДТТ. Возмущения при этом были минимальны. Поэтому по данным телеметрической информации сработал лишь один РДТТ системы компенсации угловых скоростей по каналу крена, что обеспечило компенсацию угловой скорости 0.1 град/сек по крену. Через 52 секунды после разделения начался маневр "перевертона" аппарата. Затем в Т+565 сек произошел отстрел донного обтекателя. Через 568 сек была выдана команда на отстрел крышек боковых блоков и защитной крышки СБВ. Тут-то и случилось непоправимое: двигатели стабилизации и ориентации ДСО не остановили вращение аппарата после его штатного разворота на 180 градусов. Несмотря на то, что "перевертон" продолжался, согласно логики работы программно-временного устройства прошло отделение крышек боковых блоков и системы безмоментного выхлопа, раскрытие антенн системы "Куб", отстрел крышек датчиков инфракрасной вертикали. Затем, на вращающемся "Скифе-ДМ" включились двигатели ДКС. Не набрав нужной орбитальной скорости космический аппарат пошел по баллистической траектории и упал туда же, куда и центральный блок ракеты-носителя "Энергия" - в воды Тихого океана.

Открылись ли панели солнечных  батарей - не известно, но эта операция должна была пройти до момента входа "Скифа-ДМ" в земную атмосферу. Программно-временное устройство аппарата работало при выведении исправно, и поэтому, скорее всего, батареи  раскрылись. Причины неудачи были выявлены на Байконуре практически сразу. В заключении по результатам пуска комплекса "Энергия Скиф-ДМ" говорилось: 
"...Функционирование всех агрегатов и систем КА... на участках подготовки к пуску, совместного полета с ракетой-носителем 11К25 N6СЛ, отделения от ракеты-носителя и автономного полета на первом участке до выведения на орбиту прошло без замечаний. В дальнейшем на 568 секунде от срабатывания КП (контакт подъема) из-за прохождения непредусмотренной циклограммой команды системы управления на отключение питания усилителей мощности двигателей стабилизации и ориентации (ДСО), изделие потеряло ориентацию.  
Таким образом, первый импульс доразгона штатной длительности 384 секунды выдавался при непогашенной угловой скорости (изделие совершило примерно два полных оборота по тангажу) и через 3127 секунд полета, вследствие неполучения требуемой скорости доразгона, совершило спуск в акваторию Тихого океана, в районе зоны падения блока "Ц" ракеты-носителя. Глубины океана в месте падения изделия... составляют 2.5-6 км. 
Отключение усилителей мощности произошло по команде блока логики 11М831-22М по получении метки от бортового программно-временного устройства (ПВУ) "Спектр 2СК" на сброс крышек боковых блоков и защитных крышек системы безмоментного выхлопа изделия... Ранее на изделиях 11Ф72 эта метка использовалась для раскрытия панелей солнечных батарей с одновременной блокировкой ДСО. При переадресовке метки ПВУ-2СК на выдачу команд на сброс крышек ББ и СБВ изделия... НПО "Электроприбор" не учло завязку по электроцепям прибора 11М831-22М, блокирующего работу ДСО на весь участок выдачи первого корректирующего импульса. КБ "Салют" при анализе функциональных схем СУ разработки НПО "Электроприбор" также не выявило эту завязку.. 
Причинами невыведения изделия... на орбиту являются: 
а) прохождение непредусмотренной циклограммой команды СУ на отключения питания усилителей мощности двигателей стабилизации и ориентации в ходе программного разворота до выдачи первого импульса доразгона. Такая нештатная ситуация не была выявлена в ходе наземной отработки из-за непроведения головным разработчиком системы управления НПО "Электроприбор" на комплексном стенде (г. Харьков) проверки функционирования систем и агрегатов изделия... по полетной циклограмме в реальном масштабе времени. 
Проведение аналогичной работы на КИСе завода-изготовителя, в КБ "Салют" или на техническом комплексе было невозможно поскольку: 
- заводские комплексные испытания совмещены с подготовкой изделия на техническом комплексе; 
- комплексный стенд и электрический аналог изделия... в КБ "Салют" были демонтированы, а оборудование передано для укомплектования штатного изделия и комплексного стенда (г. Харьков); 
- технический комплекс не был оснащен предприятием НПО "Электроприбор" программно-математическим обеспечением. 
б) Отсутствие в аппаратуре СУ разработки НПО "Электроприбор" телеметрической информации о наличии или отсутствии питания на усилителях мощности двигателей стабилизации и ориентации" 
В контрольных записях, которые делали самописцы при проведении комплексных испытаний, факт отключения усилителей мощности ДСО был аккуратно зафиксирован. Вот только времени на расшифровку этих записей не оставалось - все очень спешили запустить "Энергию" со "Скифом-ДМ". 
При запуске комплекса произошел курьезный случай. Енисейский Отдельный командно-измерительный комплекс N4 как и было запланировано приступил на втором витке к проведению радиоконтроля орбиты запущенного "Скифа-ДМ". Сигнал на системе "Кама" был устойчивый. Каково же было удивление специалистов ОКИК-4, когда им было объявлено, что "Скиф-ДМ", не завершив и первого витка по орбите, канул в воды Тихого океана. Оказалось из-за непредусмотренной заранее ошибки ОКИК принимал информацию с совершенно другого космического аппарата. Подобное случается иногда с аппаратурой "Кама", имеющей очень широкую диаграмму направленности антенн. 
Однако неудачный полет "Скифа-ДМ" дал очень много результатов. Прежде всего был получен весь необходимый материал по уточнению нагрузок на орбитальный корабль 11Ф35ОК "Буран" в обеспечение летных испытаний комплекса 11Ф36 (индекс комплекса, состоящего из ракеты-носителя 11К25 и орбитального корабля 11Ф35ОК "Буран"). При запуске и автономном полете аппарата были выполнены все четыре прикладных эксперимента (ВП-1, ВП-2, ВП-3 и ВП-11), а также часть геофизических экспериментов ("Мираж-1" и частично ГФ-1/1 и ГФ-1/3). В Заключении по итогам пуска говорилось: 
"...Тем самым, общие задачи пуска изделия..., определенные задачами пуска, утвержденными МОМ и УНКС, с учетом "Решения" от 13 мая 1987 года по ограничению объема целевых экспериментов, были вы полнены по числу решенных задач более чем на 80%. 
Решенные задачи охватывают практически весь объем новых и проблемных решений, проверка которых планировалась при первом пуске комплекса... 
Летными испытаниями комплекса... в составе РН 11К25 N6СЛ и КА "Скиф-ДМ" были впервые: 
- подтверждена работоспособность РН сверхтяжелого класса с асимметричным боковым расположением выводимого объекта; 
- получен богатый опыт наземной эксплуатации на всех этапах подготовки к старту сверхтяжелого ракетно-космического комплекса; 
- получен на основе телеметрической информации КА... обширный и достоверный экспериментальный материал по условиям выведения, который будет использован при создании КА различного назначения и МКС "Буран"; 
- начаты испытания космической платформы 100-тонного класса для решения широкого круга задач, при создании которой был использован ряд новых прогрессивных компоновочных, конструктивных и технологических решений."

 Параметр

Значение

Стартовая масса, т

2320-2365

Запас топлива, т:

 

в боковых блоках (блоки  А)

1220-1240

в центральном блоке - 2 ступень (блок Ц)

690-710

Масса блоков при отделении, т:

 

боковых

218 - 250

центрального

78 -86

Масса КА "Скиф-ДМ" при отделении от блока Ц, т

75-80

Максимальный скоростной напор,  кг/м2

2500





Прошли при пуске комплекса  испытания и многих элементов  конструкции, которые использовались потом и для других аппаратов  и ракет-носителей. Так, углепластиковый головной обтекатель, впервые испытанный в натурных 15 мая 1987 года, использовался потом при запуске модулей "Квант-2", "Кристалл", "Спектр" и "Природа", а также первого элемента Международной космической станции - энергетического блока ФГБ "Заря".

Основные характеристики ракеты-носителя "Энергия" с испытательным  модулем "Скиф-ДМ" приведены в таблице справа.

При работе над этой страницей  мы использовали материалы из следующих  источников: 
© "Новости космонавтики", N 11/152, 1997 ([2] стр.38-44) 
© В.Сорокин, 1997  
© "Ракетно-космическая корпорация ЭНЕРГИЯ имени С.П.Королева", Менонсовполиграф, 1996, стр.368-370


Информация о работе Скиф-ДМ