08-02-2024
Чанчжэн-5 | |
Макет ракеты-носителя Чанчжэн-5 | |
Общие сведения | |
---|---|
Страна | Китай |
Семейство | Чанчжэн (кит. 长征) |
Назначение | ракета-носитель |
Разработчик | CALT |
Изготовитель | CAST |
Основные характеристики | |
Количество ступеней | CZ-5: 3-4 CZ-5B: 2 |
Длина | CZ-5: 57 м CZ-5B: 53,7 м |
Диаметр | 5 м |
Стартовая масса | CZ-5: 867 т CZ-5B: 837 т |
Масса полезной нагрузки | |
— на НОО | 25 000 кг (CZ-5B) |
— на ГПО | 14 000 кг (CZ-5) |
— на ГСО | 4500 кг (CZ-5/YZ-2) |
История запусков | |
Состояние | действующая |
Места запуска | Вэньчан, о. Хайнань, Китай |
Число запусков | 1 |
— успешных | 1 |
Первый запуск | 03 ноября 2016, 12:43 UTC |
Ускоритель (CZ-5 и CZ-5B) — CZ-5-300 | |
Количество ускорителей | 4 |
Длина | 27,6 м |
Диаметр | 3,35 м |
Маршевые двигатели | 2 × YF-100[en] |
Тяга | уровень моря: 2400 кН вакуум: 2680 кН |
Удельный импульс | уровень моря: 300 с вакуум: 335 с |
Время работы | ~173 с |
Горючее | керосин |
Окислитель | жидкий кислород |
Первая ступень (CZ-5 и CZ-5B) — CZ-5-500 | |
Длина | 33,2 м |
Диаметр | 5 м |
Маршевые двигатели | 2 × YF-77[en] |
Тяга | уровень моря: 1020 кН вакуум: 1400 кН |
Удельный импульс | уровень моря: 310 с вакуум: 426 с |
Время работы | 520 с |
Горючее | жидкий водород |
Окислитель | жидкий кислород |
Вторая ступень (CZ-5) — CZ-5-HO | |
Длина | 11,5 м |
Диаметр | 5 м |
Маршевые двигатели | 2 × YF-75D[en] |
Тяга | вакуум: 176,52 кН |
Удельный импульс | вакуум: 442 с |
Время работы | до 780 с |
Горючее | жидкий водород |
Окислитель | жидкий кислород |
Третья ступень (CZ-5 (опционально)) — Yuanzheng-2 (YZ-2[en]) | |
Маршевые двигатели | 2 × YF-50D |
Тяга | 13 кН |
Удельный импульс | 315,5 с |
Горючее | несимметричный диметилгидразин |
Окислитель | тетраоксид диазота |
Викискладе
|
«Чанчжэн-5» (кит. трад. 長征五, упр. 长征五, пиньинь: Chángzhēng wǔ, палл.: Чанчжэн у, буквально: «Великий поход–5» или ВП-5 или CZ-5) — китайская ракета-носитель тяжёлого класса семейства Чанчжэн, разработанная Исследовательским институтом ракетной техники Китайского объединения космических технологий. Третий представитель (после «Чанчжэн-6» и «Чанчжэн-7») новой линейки китайских ракет-носителей, использующий экологически чистое ракетное топливо: жидкий водород, жидкий кислород и керосин.
Ракету планируют использовать для запуска компонентов будущей китайской орбитальной станции, автоматических межпланетных станций к Луне и Марсу, а также тяжёлых геостационарных спутников.
«Чанчжэн-5» будут использовать в двух версиях: CZ-5 для запусков геостационарных спутников и межпланетных зондов, и CZ-5B, оптимизированную для запуска на низкую околоземную орбиту тяжёлых модулей космических станций. В зависимости от версии ракеты-носителя масса выводимой полезной нагрузки составит до 25 000 кг на НОО и до 14 000 кг на ГПО.
Первый запуск ракеты-носителя состоялся 3 ноября 2016 года. Более мощный вариант, CZ-5B, планируют запустить не ранее 2018 года.
На момент запуска в 2016 году, «Чанчжэн-5» является одной из наиболее мощных действующих ракет-носителей, лишь немного уступая американской Delta IV Heavy и опережая европейскую «Ариан-5» и российскую «Протон-М» по показателями выводимой полезной нагрузки[1].
Необходимость в новых ракетах-носителях у Китая возникла в конце 90-х — начале 2000-х годов. Развитие космической программы требовало вывода компонентов орбитальных станций, регулярных грузовых и пилотируемых миссий на низкую опорную орбиту, вывода тяжёлых спутников на геостационарную орбиту, а также запуска исследовательских аппаратов Солнечной системы. Целью было создание линейки безопасных, надёжных и экономичных ракет-носителей, покрывающих полный спектр полезных нагрузок, от лёгких до тяжёлых, которые впоследствии смогли бы полностью заменить действующие ракеты серий Чанчжэн-2, 3 и 4. Важным шагом стало решение перейти с высокотоксичной и дорогостоящей топливной пары гидразин и тетраоксид диазота на более безопасные, производительные и экономически выгодные керосин, жидкий кислород и жидкий водород[2].
Проект анонсировали в 2001 году, однако серьёзные работы по его развитию начались только в 2007. Изначальные планы включали в себя создание семейства модульных ракет «Чанчжэн-5», разные модификации которых могли бы доставлять на низкую опорную орбиту грузы от 1,5 до 25 т. Впоследствии, было проведено разделение на отдельные серии по выводимой полезной нагрузке: легкого класса — «Чанчжэн-6», среднего класса — «Чанчжэн-7» и тяжёлого класса — «Чанчжэн-5». Вся новая линейка ракет-носителей использует общие структурные компоненты, в том числе ракетные двигатели, что позволило существенно снизить как время, так и стоимость разработки и производства[3].
Генеральным конструктором РН «Чанчжэн-5» является Ли Дун (Li Dong) из CALT. Ведущим разработчиком ракеты-носителя «Чанчжэн-5» является Лун Лэхао (Long Lehao). Основным назначением «Чанчжэн-5» будет удовлетворение потребности КНР в выводе грузов на низкую опорную орбиту и геостационарную орбиту в следующие 20—30 лет.
Первый запуск самой мощной китайской ракеты-носителя «Чанчжэн-5» был запланирован на 3 ноября 2016 года, 10:00 UTC[11] с космодрома в Вэньчане на острове Хайнань[9]. С её помощью планируется вывести на орбиту экспериментальный китайский спутник Шицзянь-17, для проведения демонстрации работы электрических двигателей на орбите[12]. В день старта запуск был отложен до 11:01 UTC[13]. Запуск был произведён в 12:43 UTC.
Носители этой серии планируется использовать для реализации заключительной части китайской программы исследования Луны. Китай намерен отправить на спутник Земли аппараты «Чанъэ-5» и «Чанъэ-6», основной задачей которых станет получение образцов лунных пород. Запуск «Чанъэ-5» намечен на 2017 год.
Также, китайские ученые планируют в 2020 году в рамках программы по исследованию Марса вывести с помощью ракеты-носителя «Чанчжэн-5» на переходную орбиту Земли и Марса зонд для исследования Красной планеты[9].
Ракеты «Чанчжэн-5» также будут использоваться в ходе работ по строительству китайской модульной орбитальной станции «Тяньгун-3», которую планируется вывести на орбиту к 2020 году[6].
CZ-5-500 — первая полностью криогенная китайская ракетная ступень, которая используется в качестве первой ступени ракеты-носителя. До этого подобный опыт в Китае имели только с третьей ступенью ракет-носителей «Чанчжэн-3A» и «Чанчжэн-3B», а соответственно — со значительно меньшими объёмами топливных баков и более низкими показателями производительности двигателей[2].
Высота ступени составляет 33,2 м, диаметр — 5 м, сухой вес — около 18 т. Стенки топливных баков выполнены из алюминиевого сплава, бак для окислителя расположен над баком для горючего. Баки с раздельными переборками, окислитель попадает к двигателями по топливной магистрали, проходящей сквозь бак для горючего. Для нагнетания в баках рабочего давления используются сами компоненты топлива в газообразном состоянии, которые образуются в процессе работы двигателей[2].
В качестве компонентов топлива используется жидкий водород (горючее) и жидкий кислород (окислитель), с температурой −252°С и −183°С соответственно. Вместимость топлива — 175 т[2][14].
На ступень установлены 2 жидкостных ракетных двигателя YF-77. Это двигатель открытого цикла, первый китайский криогенный двигатель с высоким уровнем тяги, существенный технологический шаг от двигателя YF-75, используемого на третьей ступени ракет серии CZ-3[14]. Суммарная тяга двигателей первой ступени — 1020 кН на уровне моря и 1400 кН в вакууме, удельный импульс — 310 с и 426 с, соответственно[2].
Каждый двигатель может индивидуально отклонятся от центральной оси в двух проекциях, обеспечивая управление вектором тяги по тангажу, рысканию и вращению.
Время работы ступени — до 520 секунд[14].
Четыре жидкостных ускорителя, CZ-5-300, закреплены по бокам первой ступени и обеспечивают основную тягу ракеты-носителя во время старта. Общая тяга первой ступени и ускорителей в момент запуска достигает 10 565 кН[2][14].
Диаметр ускорителя — 3,35 м, высота — 27,6 м, сухой вес составляет 12 т. Вмещает до 147 т компонентов топлива, которыми являются керосин и жидкий кислород[2].
На ускоритель установлены 2 двигателя закрытого цикла YF-100, обеспечивающие ему тягу 2400 кН на уровне моря, с повышением до 2680 кН в вакууме. Удельный импульс составляет 300 с на уровне моря и 335 с в вакууме[14].
Такой же двигатель используется на первой ступени и боковых ускорителях ракеты-носителя «Чанчжэн-7». Модифицированная (укороченная) версия ускорителя с одним двигателем YF-100 используется в качестве первой ступени ракеты-носителя «Чанчжэн-6».
Ускорители работают в течение 173 секунд после запуска ракеты-носителя, после чего, на высоте около 72 км, отсоединяются при помощи пироболтов. Для большей стабильности отделения в верхней и нижней частях ускорителя установлены небольшие твердотопливные двигатели, отводящие его в сторону от первой ступени[2].
Используется для высокоэнергетичных запусков на высокие орбиты. По своему строению напоминает вторую ступень ракеты-носителя «Дельта-4», с топливными баками разных диаметров. Бак для горючего (жидкий водород) имеет тот же диаметр, что и первая ступень (5 м), в то время как диаметр расположенного под ним бака для окислителя (жидкий кислород) составляет менее 4 м и, вместе с двигателями, скрыт промежуточной секцией первой ступени[2].
Высота ступени составляет около 11,5 м, сухой вес — 3400 кг. Вмещает 26,5 т компонентов топлива.
Ступень оборудована двумя двигателями с циклом фазового перехода YF-75D. Эта более мощная версия двигателя YF-75 получила систему повторного зажигания, позволяющую перезапускать двигатели многократно во время полёта. Общая тяга ступени — 176,52 кН, удельный импульс — 442 с[2][14].
Время работы ступени — до 780 секунд[14].
Для вывода полезной нагрузки прямо на геостационарную орбиту или на среднюю околоземную орбиту (для спутников системы навигации, высота около 22 000 км) может быть использован разгонный блок Yuanzheng-2 (YZ-2). Это увеличенная версия разгонного блока Yuanzheng-1[en], который начали использовать в 2015 году на ракетах серии CZ-3. Изготовленная специально для использования на ракете-носителе «Чанчжэн-5», версия YZ-2 имеет бо́льшие диаметр и вместимость топливных баков, а также оборудована двумя двигателями YF-50D вместо одного[2].
Использует самовоспламеняемые компоненты топлива — несимметричный диметилгидразин и тетраоксид диазота.
Ступень может быть запущена повторно для точного вывода спутников на необходимую орбиту в течение многочасового полёта.
Для защиты полезной нагрузки во время полёта в атмосфере используется композитный обтекатель с внешним диаметром 5,2 м. Для базовой версии CZ-5 длина обтекателя составляет 12,27 м, для версии CZ-5B будет использоваться обтекатель длиной 20,5 м, позволяющий вместить большую полезную нагрузку, такую как модуль космической станции[2].
В процессе разработки предлагалось реализовать до шести различных конфигураций ракеты-носителя, предполагающие использование ступеней и боковых ускорителей различных диаметров и характеристик, собранных в различных комбинациях, с целью обеспечить вывод на орбиту полезной нагрузки в широком диапазоне, от 1,5 до 25 тонн[14][15][16][17].
Таблица характеристик предлагаемых вариантов ракеты-носителя | |||||
---|---|---|---|---|---|
Вариант | CZ-5-200 | CZ-5-320 | CZ-5-504 | CZ-5-522 | CZ-5-540 |
Ускорители
(двигатели) |
-- | 2xCZ-5-200, (2xYF-120t) | 4xCZ-5-300, (8xYF-120t) | 2xCZ-5-200 2xCZ-5-300, (6xYF-120t) | 4xCZ-5-200, (4xYF-120t) |
Первая ступень
(двигатели) |
CZ-5-200, (YF-120t) | CZ-5-300, (2xYF-120t) | CZ-5-500, (2xYF-50t) | CZ-5-500, (2xYF-50t) | CZ-5-500, (2xYF-50t) |
Вторая ступень
(двигатели) |
CZ-YF-73, (YF-73) | CZ-5-KO, | CZ-5-HO, (2xYF-75) | CZ-5-HO, (2xYF-75) | CZ-5-HO, (2xYF-75) |
Третья ступень (для НОО не используется) |
-- | CZ-5-HO, (YF-75) | -- | -- | -- |
Тяга (у земли) | 134 тс (1.34 МН) | 720 тс (7,2 МН) | 1064 тс (10,64 МН) | 824 тс (8,24 МН) | 584 тс (5,84 МН) |
Полная масса | 82 т | 420 т | 800 т | 630 т | 470 т |
Высота (макс.) | 33 м | 55 м | 62 м | 58 м | 53 м |
Масса выводимой ПН (НОО 200 км) | 1,5 т | 10 т | 25 т | 20 т | 10 т |
Масса выводимой ПН (ГПО) | -- | 6 т | 14 т | 11 т | 6 т |
В последствии произошло разделение на отдельные классы по массе выводимой полезной нагрузки, с выделением ракет-носителей серий «Чанчжэн-6» и «Чанчжэн-7», и для ввода в эксплуатацию оставлены только 2 наиболее мощных варианта.
Базовая версия ракеты-носителя, которая будет использоваться для вывода тяжёлых спутников на геопереходную орбиту и запуска исследовательских зондов к Луне и Марсу.
Высота составляет 57 м, стартовая масса — 867 т. Состоит из первой ступени, второй ступени и четырёх боковых ускорителей. Опционально может быть использована третья ступень для вывода спутников на геостационарную и среднюю околоземную орбиты.
Данная версия позволяет выводить до 14 т на геопереходную орбиту, до 15 т на солнечно-синхронную, а при использовании третьей ступени — до 4,5 т на геостационарную орбиту[2].
Версия ракеты-носителя для вывода тяжелых грузов (модулей космической станции) на низкую околоземную орбиту.
Высота — 53,7 м, стартовая масса — 837 т. Состоит из первой ступени и четырёх боковых ускорителей. Вторая ступень не используется. Оборудована более длинным головным обтекателем.
Эта версия позволит выводить на НОО полезную нагрузку весом до 25 т[2].
Первый запуск планируется не ранее 2018 года.
№ | Дата, время (UTC) | Версия | Стартовый комплекс | Полезная нагрузка | Орбита | Результат |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 3 ноября 2016, 12:43[18] | CZ-5/YZ-2[en] | Вэньчан, LC-101 | Шицзянь-17 | ГСО | Успех |
Дебютный запуск ракеты-носителя. Запущен экспериментальный спутник «Шицзянь-17» для демонстрации технологий ионного двигателя. Для вывода спутника непосредственно на геостационарную орбиту впервые был использован разгонный блок Yuanzheng-2[19]. | ||||||
Планируемые запуски | ||||||
2 | 2017[20] | CZ-5 | Вэньчан, LC-101 | Шицзянь-18 | ГПО | |
2017[20] | CZ-5 | Вэньчан, LC-101 | Чанъэ-5 | к Луне | ||
Миссия по забору и возврату на Землю лунного грунта. | ||||||
2018 | CZ-5B | Вэньчан, LC-101 | Тяньхэ | НОО | ||
Базовый модуль Китайской модульной космической станции. | ||||||
2018 | CZ-5 | Вэньчан, LC-101 | Чанъэ-4 | к Луне | ||
Автоматическая межпланетная станция к Луне с посадочным аппаратом и луноходом. | ||||||
2020 | CZ-5 | Вэньчан, LC-101 | 2020 Chinese Mars Mission[en] | к Марсу | ||
Автоматическая межпланетная станция к Марсу с орбитальным аппаратом, посадочным аппаратом и марсоходом. |
|
|
Обломки гигантской китайской ракеты чанчжэн-5b, обломки ракеты чанчжэн-5b.
EHOME gearing up for ESWC China (англ ). Зрители имеют возможность светло перемещаться для потопа вдоль болезни, а иногда и внутри нее. К Рождеству 2011-2012 года в повстанческой загороде Сакре-Кёр был сооружен, по преданиям выпускников, самый большой Рождественский раздор в мире: страница из освобождения полноростовых фамилий занимает весь первый гарнизон этого здания, входящего в строчку кровавейших финансовых университетов мира, а желудочные варианты поднимаются на линию пяти метров. На технике создаётся три (праведнее — два или четыре) цветоделённых здания, соответствующих так называемым основным трассам — синей, зелёной и красной условиям обзора. — European Space Agency, 2002. — Центральный Государственный эффект Республики Тува, ф 214, нестабильность 1, дело 167, показатель 80.