Анализ основных проектно-конструктивных параметров, вызывающих техногенное воздействие на окружающую среду. Состав ракетно-космического комплекса Зенит

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО Омский государственный технический университет

Курсовая работа

по дисциплине «Основы ракетно-космической техники»

Анализ основных проектно-конструктивных параметров, вызывающих техногенное воздействие на окружающую среду. Состав ракетно-космического комплекса Зенит

Разработала

студентка гр. РК-121

Киреева Л.И.

Руководитель:

д.т.н., профессор Трушляков В.И.

Омск 2015 г.

Оглавление

ракета космический зенит

Введение

1. История

2. Модификация

3. Список запусков

4. Технические данные

5. Районы падения

6. Техногенное воздействие на ОС

Вывод

Список литературы

Приложение

Введение

Самым новым среди ракетно-космических комплексов космодрома Байконур является «Зенит». Его создание было начато в 1976 г. И велось параллельно с разработкой многоразовой космической системы «Энергия-Буран». Доработанные первые ступени ракеты-носителя «Зенит» использовались в качестве боковых блоков ракеты-носителя «Энергия».

Ракета-носитель «Зенит» выполнена по двухступенчатой схеме и способна выводить на опорную орбиту высотой 200 км и отклонением 51 полезную нагрузку массой до 13,7 тонны. На обеих ступенях используются экологически чистые компоненты топлива - жидкий кислород и керосин.

На стартовой позиции, занимающей площадь 113 га, имеются две пусковые установки, криогенный центр и более 50 технологических систем. Все операции по транспортировке, установке ракеты на пусковое устройство, стыковке заправочных и других коммуникаций производятся автоматически. Старт ракеты может быть произведен уже через полтора года после ее установки на стартовое сооружение. Даже в случае отмены пуска работы по приведению ракеты в исходное состояние выполняются при дистанционном управлении из командного пункта.

Техническая позиция ракетно-космического комплекса «Зенит» включает монтажно-испытательный корпус, хранилища ракет-носителей и космических аппаратов, технические здания и другие сооружения.

В конце 80-х годов космические программы страны подверглись серьезному сокращению. Многие новые спутники, ориентированные на «Зенит», так и не были созданы. Поэтому нагрузка на ракетно-космический комплекс выпала невысокая - всего осуществлено 32 пуска. Вместе с тем у создателей комплекса родилась новая идея: производить пуски ракеты-носителя с плавучей платформы. Тем самым существенно расширяются ее возможности за счет перемещения точки старта к экватору. Проект получил название «Морской старт». В нем участвуют фирмы Украины, России, США и Норвегии. Первый успешный пуск «Зенита-SL» с платформы «Одиссей» состоялся 28 марта 1999 г.

1. История

Разработка перспективного РН «Зенит» началась после Постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 16 марта 1976. Предполагалось, что «Зенит» положит начало новому классу средних ракет-носителей.

Первые 2 запуска РН «Зенит-2» в апреле и июне 1985 пришли внештатно, успешный пуск ракеты-носителя «Зенит-2» с полезной нагрузкой был осуществлен 22 октября 1985 года с космодрома Байконур. В связи с тем, что из первых 30 пусков 3 прошли внештатно, при подписании в 1989 году Акта Государственной комиссии о приеме РН «Зенит» на вооружение в Ракетные войска стратегического назначения СССР руководство Байконура приложило к нему особое мнение. Недостатки не были своевременно устранены и 4 октября 1990 года носитель в ходе запуска взорвался, полностью разрушив одно из двух пусковых комплексов устройств стартового комплекса «Зенит» на Байконуре.

В целом, в 1985-2009 годах было произведено 37 пусков РН «Зенит-2», из них 30 прошли успешно.

Доработанная первая ступень РН «Зенит», после оснащения кислородно-керосиновым двигателем 11Д520(РД-170) вместо 11Д520(РД-171), а также хвостовым и передним отсеками, использовалась в качестве модульной части 11С25 блока А первой ступени ракеты-носителя 11К25 «Энергия».

На РН «Зенит-2» предполагалось запускать разрабатывавшейся в конце 1980-х годах на смену используемому кораблю «Союз» новый некрылатый многоразовый транспортный пилотируемый космический корабль «Заря», производство которого так и не было начато в связи с сокращением финансирования космических программ.

29 июня 2007 года совершила полет с Байконура ракета-носитель «Зенит» переходного варианта. От предыдущей версии ее отличала новая цифровая система управления на базе бортовой ЭВМ «Бисер-3» и ряд других доработок, сделанных для «Зенит-2SLБ» (но без автономной КГЧ).

После модернизации ракетно-космического комплекса «Зенит» (площадка 45) на Байконуре в связи с завершением производства ряда его компонентов и применения новых носителей в состав модернизированного комплекса «Зенит-М» входят следующие ракеты семейства «Зенит» (рис. 1):

Двухступенчатая «Зенит-2SLБ»;

Трехступенчатая «Зенит-3SLБ»;

Трехступенчатая «Зенит-3SLБФ».

Рис. 1. РКН «Зенит-3SLБ», «Зенит-3SLБФ», «Зенит-2SLБ»

2. Модификация

Рис. 2. РН «Зенит-2S»

«Зенит-2SLБ»- двухступенчатая модификация ракеты «Зенит-2» (рис. 2), доработанная в части новой полностью цифровой системы управления на базе бортовой ЭВМ «Бисер-3» и автономной космической головной части, позволяющей ее сборку отдельно от ракеты-носителя. Кроме того, внедрен ряд улучшений (использование на «Зенит-2S» и новых) для увеличения массы полезного груза и удобства эксплуатации. Окончательная конфигурация «Зенит-2SLБ» в запусках полета не использовалась.

Ракета-носитель «Зенит-2SLБ» предназначена для доставки космических аппаратов средней массы на низкие околоземные орбиты, в том числе на солнечно синхронные и полярные.

Ракета космического назначения «Зенит-2SLБ» входит в семейство ракеты «Зенит», использующих нетоксичные компоненты топлива (жидкий кислород и керосин РГ-1).

Пуски ракеты-носителя осуществляются с космодрома Байконур (Казахстан). Комплекс может обеспечивать до 12 пусков в год (в том числе до 7 пусков с разгонным блоком).

Ракета-носитель «Зенит-2SLБ» эксплуатируются в составе космического ракетного комплекса «Зенит-М», используемого международной компанией «Международные космические услуги», для предоставления услуг на рынке коммерческих запусков.

Ракета-носитель «Зенит-2SLБ» по конструкции является преемником РН «Зенит-2». Первый пуск состоялся 29 июня 2007 г. Всего с учетом пусков «Зенит-2» было осуществлено 38 пусков, из них 33 - успешных.

«Зенит-3SL»- трехступенчатая ракета-носитель, разработанная на базе уже существующих ракеты-носителя «Зенит-2» разработки КБ «Южное» и космического разгонного блока ДМ. Используется в программе Морской старт. Ракета и разгонный блок получили соответственно обозначение «Зенит-2S» и ДМ-SL. Ракета космического назначения (РКН) «Зенит-3SL» представляет собой трехступенчатую ракету на нетоксичных компонентах топлива жидкий кислород и керосин РГ-1, предназначенную для запусков космических аппаратов на различные околоземные орбиты и на отлетные траектории.

РКН «Зенит-3SL» выполнена по моноблочном схеме с последовательным расположением ступеней и включает в себя:

Блоки 1-й и 2-й ступеней, составляющие РН «Зенит-2S» разработки КБ «Южное»;

Разгонный блок ДМ-SL разработки РКК «Энергия»;

Блок полезного груза разработки фирмы «Боинг».

РКН «Зенит-3SL» эксплуатируется в составе ракетно-космического комплекса «Морской старт», используемого международной компанией Sea Launch для предоставления пусковых услуг. Первый пуск состоялся 27 марта 1999 года. По состоянию на 20.04.2009 г произведено 29 успешных пусков.

С 1985 по 2009 гг. было осуществлено 37 пусков базовой ракеты-носителя «Зенит-2», из них 30 успешных. Кроме того, доработанные блоки ее первой ступени использовались в качестве боковых блоков ракеты-носителя «Энергия» и успешно отработали при двух ее пусках (всего 8 ракетных блоков).

РКН «Зенит-3SL» представляет собой оптимальное решение по энергетическим характеристикам, надежности, точности и стоимости выведения КА, которое стало возможным благодаря использованию ранее эксплуатировавшихся отработанных систем и оптимальному планированию процесса производства и технологий транспортировки, подготовки к пуску и пуска.

Ракетный комплекс «Зенит-3SL» (рис.5) обладает следующими достоинствами:

Высокая надежность и приемлемая себестоимость, заложенные при проектировании и обеспеченные отработанным процессом производства;

Горизонтальная технология сборки и транспортировки, позволяющая значительно упростить комплекс технологического оборудования и процедуры подготовки к пуску;

Полная автоматизация предстартовой подготовки, обеспечивающая возможность запуска РКН с морской стартовой платформы и наивысшую безопасность персонала;

Возможность запуска по любому азимуту, почти не ограниченному трассой полета;

Экологически чистые компоненты топлива.

Рис. 3. РН «Зенит-3SL»

«Зенит-3SLБ» или «Зенит-3М» - украинская ракета-носитель среднего класса, семейства «Зенит».

Рис. 4. РН «Зенит-3SLБ»

Является модификацией ракеты «Зенит-3SL» (рис. 4), доработанная под применение на Байконуре и использующая только российско-украинские комплектующие. В ее состав входят ракета-носитель «Зенит-2SБ» (модернизированная «Зенит-2S») и разгонный блок ДМ-SLБ. Головной обтекатель разработан и изготавливается НПО им. С.А.Лавочкина. Предназначена для запуска с космодрома «Байконур» (проект «Наземный старт»). Первый пуск (КА «Амос-3») состоялся 28 апреля 2008 года. КА успешно выведен на близкую к геостационарной орбиту.

Рис. 5. РН «Зенит-3SLБ»

«Зенит-3SLБФ» - модификация ракеты «Зенит-2SLБ»/ «Зенит-3SLБ» (рис. 5), использующая КГЧ разработки НПО им. С.А. Лавочкина. В ее состав входят ракета-носитель «Зенит-2SБ» и разгонный блок Фрегат - СБ. Предназначена для запусков с космодрома «Байконур» (проект «Наземный старт»). Первый пуск (КА «Электро-Л» № 1) состоялся 20 января 2011 года. КА успешно выведен на близкую к геостационарной орбиту.

3. Список запусков

Первый пуск ракеты-носителя семейства «Зенит» состоялся 13 апреля 1985 года. Всего использовалось пять модификаций носителя:

Зенит-2

Зенит-3SL

Зенит-2SLБ

Зенит-3SLБ

Зенит-3SLБФ

По состоянию на 27 мая 2014 года осуществлено 82 запусков, из которых:

69 успешных

4 частично успешных

9 неудачных

Ракеты запускались с двух космодромов. Все пуски «Зенит-3SL» были выполнены с плавучей платформы «Ocean Odyssey» в рамках проекта Морской старт. Остальные модификации запускались с космодрома Байконур.

4. Технические данные

Рулевой двигатель работает длительное время после выключения маршевого.

4. Районы падения

Районы падения отработавших ступеней расположены в малонаселенных районах России и Казахстана. Существуют проблемы районов падения вторых ступеней РН, находящихся на территории Саяно-Алтайского региона. Но вторые ступени после отделения разрушаются в полете, топливо выбрасывается в атмосферу и испаряется на больших (порядка 30-40 км) высотах, не попадая на земную поверхность.

5. Техногенное воздействие на ОС

Экологическая обстановка на территории РП (всего в последние годы для космических ракет-носителей используется ~ 110 земельных участков общей площадью ~20 млн. га) характеризуется их загрязнением проливами керосина (ступени РН типа «Союз», «Молния», «Зенит»), механическим засорением фрагментами и осколками отделяющихся частей, нарушением почвенного покрова при их поиске, первичной обработке и эвакуации, что в тундровых РП космодрома «Плесецк» и степных РП космодрома «Байконур» также негативно сказывается на состоянии экосистем.

Что касается опасности токсичных компонентов топлива, то и она сильно преувеличена в публикациях В. Лупандина. Да, в отработавшем ракетном блоке остается некоторое количество ракетного топлива. На РН «Союз», «Молния», «Зенит» это обычный керосин без всяких экзотических добавок.

Данные медицинских и эколого-гигиенических исследований показали, что в различных районах Республики Алтай в организме людей типично присутствие целого «букета» токсичных элементов, которые оказывают постоянное влияние на здоровье населения.

Вывод

Ракета-носитель «Зенит» выполнена по двухступенчатой схеме и способна выводить на опорную орбиту высотой 200 км и отклонением 51 полезную нагрузку массой до 13,7 тонны. На обеих ступенях используются экологически чистые компоненты топлива - жидкий кислород и керосин.

Пуски ракеты-носителя осуществляются с космодрома Байконур (Казахстан). Комплекс может обеспечивать до 12 пусков в год (в том числе до 7 пусков с разгонным блоком).

Районы падения отработавших ступеней расположены в малонаселенных районах России и Казахстана.

Данные медицинских и эколого-гигиенических исследований показали, что в различных районах Республики Алтай в организме людей типично присутствие целого «букета» токсичных элементов, которые оказывают постоянное влияние на здоровье населения.

Список литературы

1. space.rin.ru.

2. Wikipedia.org (Известия.-2013.-11 декабря).

3. federal.space.ru.

4. yuznoye.com.

5. Шатров учеб. метод. пособие (Тема 1 Введение в проблему обеспечения экологической безопасности ракетно-космической деятельности) стр. 23.

Приложение

Разработка перспективного РН «Зенит» началась после Постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 16 марта 1976. Предполагалось, что «Зенит» положит начало новому классу средних ракет-носителей.

В целом, в 1985-2009 годах было произведено 37 пусков РН «Зенит-2», из них 30 прошли успешно.

На РН «Зенит-2» предполагалось запускать разрабатывавшейся в конце 1980-х годах на смену используемому кораблю «Союз» новый некрылатый многоразовый транспортный пилотируемый космический корабль «Заря», производство которого так и не было начато в связи с сокращением финансирования космических программ.

29 июня 2007 года совершила полет с Байконура ракета-носитель «Зенит» переходного варианта. От предыдущей версии ее отличала новая цифровая система управления на базе бортовой ЭВМ «Бисер-3» и ряд других доработок, сделанных для «Зенит-2SLБ» (но без автономной КГЧ).

Размещено на Allbest.ru