УНИВЕРСАЛЬНЫЙ РАЗГОННЫЙ БЛОК «ФРЕГАТ»
UNIVERSAL UPPER STAGE «FREGAT»

25.04.2020

НПО им. Лавочкина (входит в «Роскосмос») приступило к созданию нового разгонного блока «Фрегат-СБУ» для разрабатываемой российской ракеты «Союз-5″, он появится в течение трех лет и потребует минимального финансирования, рассказал РИА Новости генеральный директор предприятия Владимир Колмыков.
«АО «НПО Лавочкина» на базе разгонного блока «Фрегат-СБ» приступило к созданию разгонного блока «Фрегат-СБУ», который отличается от «Фрегата-СБ» только размерами сбрасываемого блока баков. Применение ранее апробированных технических решений позволяет в кратчайшие сроки, не более трех лет, с минимальными финансовыми затратами создать разгонный блок, обеспечив его высокую надежность с самого начала эксплуатации», — сказал Колмыков.
Новый «разгонник» разрабатывается для ракеты «Союз-5″ при ее запусках с космодрома Байконур. Как полагает глава компании, «Фрегат-СБУ» является оптимальным и обеспечивает «Союзу-5″ конкурентные преимущества на мировом рынке».
Колмыков пояснил, что «Союз-5″ с разгонным блоком «Фрегат-СБУ» сможет при запуске с космодрома Байконур вывести на геостационарную орбиту полезный груз массой более 2,5 тысячи килограммов, а на геопереходную орбиту, эквивалентную запуску с космодрома Куру, — до пяти тысяч килограммов.
По словам директора НПО, принципиальных изменений вносить в конструкцию существующего разгонного блока «Фрегат-СБ», который четырежды использовался при запусках пакет «Зенит», не требуется. Конструкция и приборный состав нового блока полностью аналогичны «Фрегату-СБ».
«Сбрасываемый блок баков — новая разработка. Однако компоновочная, силовая и пневмогидравлическая схемы полностью заимствуются со сбрасываемого блока баков разгонного блока «Фрегат-СБ». Объем сбрасываемого блока баков выбран исходя из размерности создаваемых ракет-носителей «Союз-5″, — пояснил Колмыков.
РИА Новости

РАКЕТА-НОСИТЕЛЬ «СОЮЗ-5»


РАЗГОННЫЙ БЛОК «ФРЕГАТ-СБ»

Универсальный разгонный блок «Фрегат» (РБ «Фрегат»), разработан в НПО им. С.А. Лавочкина и предназначен для использования в составе ракет-носителей среднего и тяжелого класса с целью выведения КА на заданные орбиты.
РБ «Фрегат» обеспечивает решение следующих задач:
• перевод одного или нескольких КА с опорной орбиты на рабочую орбиту или отлетную траекторию;
• разведение КА по рабочим орбитам в случае группового запуска;
• перевод головного блока (ГБ) в составе РБ+КА с незамкнутой траектории на опорную орбиту (операция «довыведение»). Данная операция в некоторых случаях позволяет увеличить массу выводимой полезной нагрузки;
• стабилизацию ГБ на пассивных и активных участках полета;
• формирование и выдача команд на сброс головного обтекателя (ГО), отделение головного блока, отделение КА;
• построение необходимой ориентации, а также, в случае необходимости, закрутки головного блока на пассивных участках полета и перед отделением КА;
• измерение при помощи наземных средств параметров промежуточных орбит и орбит выведения КА;
• контроль состояния РБ и, при необходимости, выводимого КА в процессе выведения;
• увод РБ с рабочей орбиты выводимого КА.
Принятые при создании блока технические решения: заправка РБ компонентами топлива на заправочной станции космодрома до его установки на ракету-носитель; применение автономной системы управления позволяют использовать РБ «Фрегат» в составе ракет-носителей «Союз-ФГ», «Союз-2», «Союз-2-3», «Зенит-3SLБФ», «Ангара-А3».
В настоящее время огромный интерес к использованию разгонных блоков «Фрегат» проявляют как российские организации, так и зарубежные разработчики космических аппаратов.
Первый запуск разгонного блока «Фрегат» в составе РН «Союз» состоялся 9 февраля 2000 г.
На сегодняшний день совершено 18 успешных запусков КА с использованием РБ «Фрегат». Все аппараты выведены на рабочие орбиты.
В ближайшее время развитие РБ «Фрегат» будет проводиться по следующим основным направлениям:
1. Развертывание серийного производства РБ типа «Фрегат» в НПО им. С.А.Лавочкина с целью обеспечения изготовления до 12 РБ в год
2. Модернизация созданных разгонных блоков типа «Фрегат» в части улучшения технических характеристик за счет совершенствования комплектующих систем и агрегатов.
3. Создание на базе РБ типа «Фрегат» разгонных блоков повышенной мощности

Основой конструктивно-компоновочной схемы РБФ является блок баков, построенный по моноблочной несущей схеме. Он имеет торосферическую конфигурацию, состоящую из шести сваренных между собой сферических емкостей, разделенных сферическими донышками. Четыре из них являются баками окислителя и горючего, две емкости являются отсеками для размещения приборов и оборудования (один из них герметичен).
В одном из контейнеров (герметичном) расположена система управления, в другом – система радиоконтроля орбиты.
Так как для выбранного маршевого двигателя объем используемого окислителя больше объема горючего с целью оптимизации конструкции баки окислителя внедряются в баки горючего, что обеспечивает различный объем баков и их полное заполнение компонентами топлива при одинаковых внешних размерах.
Одним из достоинств «Фрегата» стала возможность его модернизации с целью увеличения рабочего запаса топлива. Так при установке на блоке баков дополнительных емкостей масса топлива может быть увеличена до 5600 кг (малые дополнительные емкости) или до 7100кг (большие дополнительные емкости). В этом случае конструкция РБ «Фрегат», его составляющие системы не затрагиваются, что, практически, исключает принципиальные изменения разгонного блока и, следовательно, сокращает сроки и стоимость модернизации.
Управление разгонным блоком
Автономная система управления разгонным блоком обеспечивает решение навигационной задачи, начиная со старта ракеты-носителя, что обеспечивает высокую точность выведения космического аппарата на рабочие орбиты.
Система разработана и изготавливается Научно-производственным центром автоматического приборостроения им. академика Н.А.Пилюгина.
Двигательная установка стабилизации, ориентации, и обеспечения запуска (ДУ СОЗ) предназначена для:
• обеспечения условий запуска маршевой ДУ путем создания перегрузки для сепарации газовой и жидкой сред в баках маршевой ДУ;
• создания угловых перемещений вокруг центра масс для стабилизации РБ по трем каналам на пассивных участках полета и по каналу крена при работе маршевой ДУ;
• обеспечения требуемой ориентации перед отделением КА;
• обеспечения требований теплового режима РБ «Фрегат» и КА на пассивных участках полета (режим «закрутка» или трехосная ориентация);
• управления угловым движением ГБ по каналам курса и тангажа при работе маршевой ДУ при достижении предельного хода рулевых машинок;
• выдачи импульсов скорости.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РБ «ФРЕГАТ» РАЗЛИЧНЫХ МОДИФИКАЦИЙ

Характеристика Величина
1. Конечная масса, кг 930/980/1050
2. Габаритные размеры, мм

высота

диаметр (описанный)
1550
3350/3350/3800
3. Максимальный статический момент на верхний стык РБ, тс * м 16,0
4. Компоненты топлива

окислитель

горючее
Азотный тетраксид
Несимметричный диметилгидразин
5. Рабочий запас топлива, максимальный, кг 5250 / 5600 / 7100
6. Тяга маршевого двигателя, кгс

в режиме большой тяги

в режиме малой тяги
2000
1400
7. Удельный импульс двигателя, с 333,2

Так как разгонный блок «Фрегат» создавался для РН типа «Союз», которая выводит на опорную орбиту полезный груз массой около 8т, заправляемого в РБ топлива недостаточно для его использования в составе более тяжелых РН, например, «Зенит», имеющей грузоподъемность около 14т. Кроме того, было показано, что масса полезного груза, выводимого РН «Союз-2» этапа 1б с РБ «Фрегат» на геостационарную орбиту может быть существенно увеличена за счет введения операции доразгон, выполняемой разгонным блоком, для чего массу топлива РБ необходимо увеличить. Было принято решение адаптировать РБ «Фрегат» для выведения на различные орбиты в составе РН «Союз-2» этапа 1б, «Союз-2-3», «Зенит», «Ангара-А3» за счет увеличения массы заправляемого топлива. Задача была решена введением в состав РБ «Фрегат» торового сбрасываемого блока баков, топливо которого используется маршевой ДУ РБ «Фрегат».
В результате проделанной работы в НПО им. С.А.Лавочкина в достаточно короткие сроки и при минимальных финансовых затратах был создан разгонный блок «Фрегат-СБ».
Сбрасываемый блок баков (СББ) представляет собой торовую обечайку разделенную на четыре бака (два бака горючего и два бака окислителя) сферическими триметаллическими перегородками.
Разгонный блок «Фрегат» будет модернизирован, что исключит нештатные ситуации подобные случаю со спутниками «Галилео». «Фрегат» в дальнейшем продолжат использовать для выведения на орбиту космических аппаратов. Об этом сообщил в октябре 2014 года первый заместитель генконструктора российского НПО им. Лавочкина Максим Мартынов.
Отвечая на вопрос, не отказалась ли европейская сторона от дальнейшего использования «Фрегатов», Максим Мартынов сообщил: «У меня нет такой информации. Пуски готовятся. «Фрегат» используется и его планируется и дальше использовать для всех видов нужд – и для российских, и для европейских». Ранее экспертная комиссия Европейского космического агентства сообщила, что причиной ошибки при выводе на орбиту в августе двух навигационных спутников «Галилео» стал дефект, заложенный в конструкцию российского разгонного блока «Фрегат».
В Минобороны России 15.10.2014 опровергли появившуюся ранее информацию о том, что при транспортировке разгонного блока «Фрегат» на космодроме Плесецк опрокинулась перевозившая его железнодорожная платформа. По словам представителя Минобороны, произошел сход с рельса одного колеса платформы. Она проехала в таком положении три-пять метров и остановилась. При этом в ведомстве отметили, что перевозка подобных грузов на космодроме производится на низкой скорости, а сам разгонный блок перемещается в специальном противоударном контейнере.
В ночь на 15 октября 2014 года источники в космической отрасли и Минобороны России сообщил, что запуск спутника «Меридиан» откладывается до 30 октября в связи с повреждением разгонного блока «Фрегат».

ХАРАКТЕРИСТИКИ

Конечная масса РБ, кг
- основного РБ 1050
- сбрасываемого блока баков 360
Габаритные размеры, мм
- высота 2400
- диаметр (описанный) 3875

Источники: www.laspace.ru, ИТАР-ТАСС, Военно-промышленный курьер, Интерфакс, «Коммерсантъ» и др.

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ ИМ. С.А.ЛАВОЧКИНА
РАЗГОННЫЕ БЛОКИ, СТУПЕНИ
ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ РАКЕТЫ – НОСИТЕЛИ
КОСМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ. КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА