«Космос-3М» (11К65М) - ракета-носитель среднего класса

Лёгкая двухступенчатая ракета-носитель (РН) «Космос-3М» (11К65М) служит для выведения автоматических космических аппаратов (КА) легкого и среднего класса различного назначения на круговые и эллиптические орбиты.

Видео Космос-3М

На обеих ее ступенях установлены маршевые жидкостные ракетные двигатели (ЖРД) открытого цикла с турбонасосной подачей долгохранимого самовоспламеняющегося топлива (окислитель – 27% раствор тетроксида азота в азотной кислоте (АК-27И), горючее – несимметричный диметилгидразин (НДМГ)). Система управления – инерциальная. Управление на участке работы первой ступени РН осуществляется с помощью четырёх графитовых газовых рулей (устанавливаются незадолго перед стартом ракеты), на участке работы второй ступени – с помощью четырёх качающихся сопел, работающих на отработанном на турбине («мятом») генераторном газе.

КА устанавливаются под головным обтекателем (ГО), на ферменном переходнике в зоне размещения полезного груза (ПГ). ГО сбрасывается на участке работы второй ступени на высоте 75 км.

Разделение ступеней – холодное, с использованием тормозных твердотопливных двигателей на межбаковом отсеке первой ступени.
Выведение КА на орбиту функционирования – по схеме с двухкратным включением ДУ второй ступени: после первого включения полёт происходит по переходной траектории, в расчётной точке которой вторым включением обеспечивается дополнительное приращение скорости, необходимое для выхода аппарата на заданную орбиту.

Параметры траектории определяются за счет выбора продолжительности работы и интервалов между включениями ДУ второй ступени. Стабилизация ступени на участке полёта по переходной траектории – с помощью четырёх ЖРД малой тяги (по 25 Н каждый), имеющих автономные баки с вытеснительной системой подачи топлива.

«Космос-3М» (Впервые наименование «Космос-3М» было заявлено в СМИ 26 апреля 1994 г.) использовался для выведения на орбиту спутников серии «Надежда» международной системы спасения «КОСПАС-САРСАТ», геодезических, навигационно-связных и других КА военного назначения, индийских спутников Aryabhata, Bhaskara и Bhaskara 2, французского КА Signe-3, шведских Astrid и Astrid 2, американских FAISat и FAISat-2V, мексиканского Unamsat-2, итальянских MegSat 0 и MITA, германских Tubsat B, Abrixas и CHAMP, британского SNAP-1, китайского Tsing Hua 1.

С помощью ракеты "Космос-3М" проводились астрофизические, технологические и другие эксперименты в интересах Академии наук СССР, международной организации «Интеркосмос», отраслевых научно-исследовательских организаций, в т.ч. с возвращением ПГ на Землю (см. табл. 2). Примерно половина всех проведенных пусков ракеты приходится на суборбитальные полёты с полигона Капустин Яр для выполнения экспериментов на гиперзвуковых скоростях.

В 1995 г. ракета "Космос-3М" участвовала в международном конкурсе на легкий носитель Med-Lite для NASA. По оценке американских специалистов, которые провели сравнительный анализ 18 типов ракет легкого класса, созданных в разных странах, «Космос-3М» был признан одним из самых совершенных.

Маркетинг носителя на западном рынке ведут совместное предприятие Cosmos International GmbH (при участии германской фирмы OHB-Systems) и российское предприятие «Пусковые услуги».

Производство носителя осуществляется (в низком темпе) в ПО «Полет» (г.Омск). В настоящее время конструкторы предприятия ведут разработку перспективного варианта 11К65МУ «Космос-3МУ» («Взлет»), оснащенного новой системой управления.

Краткая история создания носителя «Космос-3М»

Эскизный проект носителя 65С3 для вывода КА «малой» и «средней» массы (от 100 до 1500 кг) на круговые (высотой от 200 км до 2000 км) и эллиптические орбиты был разработан к апрелю 1961 г. в ОКБ-586 (г.Днепропетровск) на базе одноступенчатой баллистической ракеты среднего радиуса действия Р-14 (8К65) и подкреплен Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 984-425 от 30 октября 1961 г. и Комиссией Президиума Совета Министров от 12 июля 1962 г. Поскольку эта работа несколько выпадала из главного направления деятельности предприятия (создание боевых баллистических ракет), генеральный конструктор днепропетровского ОКБ М.К.Янгель предложил передать ее в красноярское ОКБ-10 под руководством М.Ф.Решетнева.

В конце 1961 г. представители ОКБ-10 включились в работу. Решетневцы предложили оригинальное техническое решение, позволяющее запускать спутники на круговые орбиты путем введения «пунктирного» участка стабилизированного полёта. Для реализации идеи была принята двухимпульсная схема включения маршевого ЖРД второй ступени: первый импульс формирует эллиптическую траекторию, в апогее которой вторым включением аппарат переводится на круговую орбиту.

В ОКБ-456 А.М.Исаева создали трехрежимный двигатель 11Д49 (два включения на номинальной тяге и работа в дроссельном режиме), а решетневцы разработали систему малой тяги, обеспечившую стабилизированный полёт между двумя включениями маршевого ЖРД. Топливо для этой системы располагалось в двух специальных баках, подвешенных на внешней поверхности основного бака второй ступени.

Разработка ракетного комплекса велась в два этапа. На первом был создан носитель 11К65 «Космос-3». В мае 1964 г. две таких ракеты были вывезены на Байконур для пуска со стартовой площадки 41, имеющей недобрую славу: именно здесь в 1960 г. при катастрофе во время предстартовой подготовки ракеты Р-16 погибла большая группа специалистов и военных, включая маршала М.И.Неделина.

В августе началась предстартовая подготовка. В соответствии «с законами жанра», незаправленная ракета упала со стартового стола!
Приняли решение: пустую ракету до заправки крепить к башне обслуживания. За ночь, используя «производственные мощности» ремонтного поезда В.Н.Челомея, изготовили установку для крепления.
После заправки носителя на полигон пришла туча с ветром до 25 м/с (порывы до 27 м/с), что превышало тактико-технические требования. Судьба продолжала и далее испытывать создателей «Космоса-3»: произошли три сбоя электроники и местная потеря устойчивости хвостового отсека (на его обшивке появились «хлопуны»). Но с третьей попытки, 18 августа, ракета стартовала, выведя на орбиту три габаритно-весовых макета КА «Стрела» (спутники «Космос-38»…-40) с передатчиками системы «Маяк», получавшими питание от батареек для карманного фонаря.

3 сентября 1965 г. ТАСС сообщил о выведении пяти новых «Космосов» (№80–84) на круговую орбиту высотой 1500 км.

Дальнейшая судьба 11К65М сложилась так: первые 14 носителей были изготовлены на опытном производстве ОКБ-10 с участием «Красмашзавода». В 1966 г. их изготовление было полностью передано на «Красмашзавод», а с 1970 г. – в ПО «Полёт».
Постановлением ЦК КПСС и Совмина СССР №949-321 от 30 декабря 1971 г. ракета-носитель 11К65М была принята на вооружение в составе космического комплекса специального назначения.

В 1972 г. разработка 11К65М была отмечена Государственной премией СССР в области науки и техники.

Для замены РН «Космос-3М» в 1980-х годах ОКБ «Южное» (Днепропетровск) и ПО «Полет» (Омск) выпущен проект легкой экологически чистой ракеты 11К55 на базе технологических решений, разработанных в ходе программы «Энергия–Буран», но разработка сначала затормозилась, а потом и полностью прекратилась, осложненная процессами, происходящими в последние годы существования СССР.

Тактико-технические характеристики Космос-3М

Количество ступеней........................2
Длина........................32,4 м
Диаметр........................2,4 м
Стартовая масса........................109000 кг
История запусков
Состояние........................снята с эксплуатации
Места запуска........................Плесецк, Капустин Яр
Число запусков........................440
— успешных........................420
— неудачных........................20
Первый запуск........................15 мая 1967

Первая ступень — Р-14У

Маршевый двигатель........................РД-216 (11Д614)
Тяга........................1485,6 кН на уровне моря
Удельный импульс........................291 с на уровне моря
Время работы........................130 с
Горючее........................НДМГ
Окислитель........................АК-27И

Вторая ступень

Маршевый двигатель........................11Д49
Тяга........................157,3 кН
Удельный импульс........................303 с
Время работы........................350 с
Горючее........................НДМГ
Окислитель........................АК-27И

Фото Космос-3М