Ариана 4 - Ariane 4

Ариана 4
Ariane42P rocket.png
52-й авианосец Ariane 4 TOPEX / Посейдон.
ФункцияРасходный ракета-носитель
ПроизводительArianeGroup
Размер
Рост58,72 м (192,7 футов)
Диаметр3,8 м (12 футов)
Масса240 000–470 000 кг (530 000–1 040 000 фунтов)
Этапы2
Вместимость
Полезная нагрузка для ЛЕО[высота и наклон необходимы ]
Масса5,000–7,600 кг (11,000–16,800 фунтов)
Полезная нагрузка для GTO
Масса2,000–4,300 кг (4,400–9,500 фунтов)
История запуска
СтатусВ отставке
Запустить сайтыКуру, ELA-2
Всего запусков116
(40: 7, 42P: 15, 42L: 13)
(44P: 15, 44LP: 26, 44L: 40)
Успех (а)113
(40: 7, 42P: 14, 42L: 13)
(44P: 15, 44LP: 25, 44L: 39)
Отказ (ы)3 (42P: 1, 44L: 1, 44LP: 1)
Первый полет
  • 40: 22 января 1990 г.
  • 42P: 20 ноября 1990 г.
  • 42L: 12 мая 1993 г.
  • 44P: 4 апреля 1991 г.
  • 44LP: 15 июня 1988 г.
  • 44L: 5 июня 1989 г.
Последний полет
  • 40: 3 декабря 1999 г.
  • 42P: 4 мая 2002 г.
  • 42L: 23 января 2002 г.
  • 44P: 25 сентября 2001 г.
  • 44LP: 27 ноября 2001 г.
  • 44L: 15 февраля 2003 г.
Бустеры (Ariane 42L, 44LP или 44L) - PAL
Нет бустеров0, 2 или 4
ДвигателиВикинг 6
Тяга752.003 кН
Удельный импульс278 секунд
Время горения142 секунды
ТопливоN2О4 / UDMH
Бустеры (Ariane 42P, 44LP или 44P) - PAP
Нет бустеров0, 2 или 4
Тяга650 кН
Время горения33 секунды
ТопливоCTPB 1613
Первый этап - L220
Двигатели4 Викинг 5С
Тяга3,034.1 кН
Удельный импульс278 секунд
Время горения205 секунд
ТопливоN2О4 / UDMH
Вторая ступень - L33
Двигатели1 Викинг 4Б
Тяга720.965 кН
Удельный импульс296 секунд
Время горения132 секунды
ТопливоN2О4 / UDMH
Третий этап - H10
Двигатели1 HM7-B
Тяга62,703 кН
Удельный импульс446 секунд
Время горения759 секунд
ТопливоLH2 / LOX
Часть набор на
Частный космический полет
Активные компании
Летные автомобили
Контракты и программы
  • RocketSunIcon.svg Космический портал

В Ариана 4 был европейцем расходный материал космическая пусковая система, разработанная Национальный центр космических исследований (CNES), Французский космическое агентство, для Европейское космическое агентство (ЕКА). Он был изготовлен ArianeGroup и продается Arianespace. С момента своего первого полета 15 июня 1988 г. до последнего полета 15 февраля 2003 г. было выполнено 113 успешных запусков из 116 запусков.

В 1982 году программа Ariane 4 была одобрена ESA. В значительной степени опираясь на предыдущие Ариана 3, он был разработан, чтобы предоставить пусковую установку, способную доставлять более тяжелую полезную нагрузку и с более низкой стоимостью за килограмм, чем более ранние представители семейства Ariane. Ariane 4 был главным образом эволюцией существующих технологий, а не революционным по своему дизайну; этот подход быстро получил поддержку большинства членов ESA, которые финансировали и участвовали в его разработке и эксплуатации. Возможность оснащения широким спектром страпон бустеры, Ariane 4 завоевал репутацию чрезвычайно универсальной пусковой установки.

После ввода в эксплуатацию пусковая установка вскоре стала признана идеальной для запуска средств связи и Спутники наблюдения Земли, а также используемые для научных исследований. За время своего существования Ariane 4 сумела захватить 50% рынка запусков коммерческих спутников, убедительно продемонстрировав способность Европы конкурировать в секторе коммерческих запусков.[1] В феврале 2003 года был запущен последний Ariane 4; Arianespace решила отказаться от этого типа в пользу более новых и больших Ариана 5, который эффективно заменил его на вооружении.

Развитие

Происхождение

В 1973 году одиннадцать стран решили продолжить совместное сотрудничество в области исследования космоса и сформировали новую общенациональную организацию для выполнения этой миссии, Европейское космическое агентство (ЕКА).[2] Шесть лет спустя, в декабре 1979 г., прибытие способного европейского одноразовая пусковая система был отмечен, когда первый Ариана 1 пусковая установка была успешно запущена из Центр Пространственной Гайаны в Куру, Французская Гвиана.[3] Вскоре Ariane 1 стал считаться способной и конкурентоспособной пусковой установкой по сравнению с конкурирующими платформами, предлагаемыми Советский Союз и Соединенные Штаты Америки, и вскоре за ним последовали улучшенные производные в виде Ариана 2 и Ариана 3. К началу 1986 года Ariane 1 вместе с Ariane 2 и Ariane 3 стали доминирующей ракетной установкой на мировом рынке.[4]

В январе 1982 года ЕКА выдало разрешение на разработку и строительство Ariane 4; В программе разработки была заявлена ​​цель увеличения полезной нагрузки на 90%.[5] Ariane 4 будет значительно более крупной и гибкой ракетой-носителем, чем предыдущие представители ее семейства, поскольку она предназначена для конкуренции с лучшими ракетными установками по всему миру. Для сравнения, в то время как Ariane 1 имел типичный вес 207 тонн и мог выводить на орбиту полезные нагрузки массой до 1,7 тонны; более крупный Ariane 4 имел типичный вес 470 тонн и мог загружать на орбиту полезную нагрузку до 4,2 тонны.[6] Работа над Ariane 4 была существенно облегчена за счет значительного использования технологий и опыта, полученных при производстве и эксплуатации более ранних моделей Ракета Ариан. Общая стоимость разработки Ariane 4 была оценена в 476 миллионов долларов. Европейские денежные единицы (ECU) в 1986 году.[5]

Ставя перед собой требование создать ракету с существенно большей тягой, группа разработчиков рассмотрела различные подходы для достижения этой цели.[7] Одна из исследованных концепций включала добавление пятого двигателя к увеличенной первой ступени Ariane 3, но было обнаружено, что для достижения этой цели потребовался очень высокий уровень модернизации; вместо этого первая ступень была удлинена, чтобы вместить 210 тонн топлива вместо 145 тонн, присутствующих на Ariane 3. Хотя вторая и третья ступени остались идентичными Ariane 3, диапазон страпон бустеры были разработаны для применения к типу, предназначенному для постепенного увеличения грузоподъемности ракеты.[7] В целом, Ariane 4 был на 15% меньше, чем Ariane 3.[8]

Фактически, Ariane 4 был улучшенным и развитым производным более раннего Ariane 3, в основном отличавшимся применением различных твердый -заправленный и жидкость -заправленные ускорители, последний является единственной полностью новой конструктивной особенностью Ariane 4; на тот момент практика использования жидких ускорителей была необычной, поскольку ранее использовалась только в Китайская космическая программа.[7] Еще одним нововведением Ariane 4 стал обтекатель SPELDA (Structure Porteuse Externe de Lancement Double Ariane) с двойным запуском.[8] Это имело функцию разрешить пару спутников, один помещенный поверх другого; Возможна установка нескольких различных носовых обтекателей SPELDA, включая обычные и удлиненные модели. SPELDA был значительно легче своего предшественника; система наведения также использовалась намного точнее кольцевые лазерные гироскопы.[8] По словам автора авиастроения Брайана Харви, достижения в конструкции Ariane 4 представляют собой консервативную и эволюционную, а не революционную философию.[8]

Объединение и строительство

По мере формирования программы Ariane 4 она получила поддержку Бельгия, Дания, Испания, Ирландия, Италия, то Нидерланды, Германия, Британия, Франция, Швеция, и Швейцария.[8] Основными подрядчиками были Aérospatiale (отвечает за первую и вторую ступени), Messerschmitt-Bölkow-Blohm (изготовили бустеры на жидком топливе), Société Européenne de Propulsion (SEP) (производитель двигателя), Матра (монтаж отсека оборудования), Air Liquide (изготовление резервуаров третьей ступени и изоляции), БЛД Сния (производитель твердотопливных ускорителей), и British Aerospace /Contraves Space AG (производители обтекателя).[8] За свою работу над Ariane 4 команда запуска была впоследствии награждена премией Space Achievement Award от Космический фонд в 2004 г.[9]

В связи с разработкой самой Ariane 4, новая специально построенная площадка для подготовки к запуску и стартовая площадка для ракеты, совместно обозначенные как ELA-2, был построен на Центр Пространственной Гайаны для обслуживания Ariane 4 и обеспечения скорости запуска 8 запусков в год (этот подвиг был почти беспрецедентным для одной большой ракеты, кроме как в Советском Союзе).[10] В отличие от более ранних ELA-1 которые использовались для предыдущих членов семейства Ariane и других ракет, подготовка к запуску ракеты будет проводиться в специально построенном 80-метровом зале, а не на самой площадке; Готовая ракета затем транспортировалась по специально спроектированной железной дороге для медленного перехода от зала к стартовой площадке, что занимало один час. Эта железная дорога давала дополнительное преимущество, позволяя извлекать неисправные ракеты с площадки и относительно быстро заменять их.[7]

15 июня 1988 г. был осуществлен первый успешный запуск "Ариан-4".[8] Для этого первого испытательного полета было решено запустить вторую по мощности версию ракеты, получившую обозначение 44LP, оснащенный четырьмя главными двигателями, двумя твердотопливными и двумя жидкостными ускорителями; он также был снабжен многоспутниковым обтекателем SPELDA. Через 50 секунд после взлета твердотопливные ускорители будут израсходованы и отсоединены, чтобы уменьшить вес ракеты.[8] Через 143 секунды после взлета жидкостные ускорители также отсоединились, что еще больше облегчило транспортное средство. Первый полет был признан успешным, поскольку на орбиту были выведены несколько спутников.[8]

Дальнейшее развитие

Для запуска V50 и далее улучшенная третья ступень, известная как H10 +, был принят на вооружение Ariane 4.[11] Третья ступень H10 + была оснащена новым баком, который был на 26 кг легче, на 32 см длиннее и содержал на 340 кг больше топлива, что увеличило общую грузоподъемность ракеты на 110 кг и увеличило время ее горения на 20 секунд.[11]

Еще до первого полета Ariane 4 разработка его преемника, обозначенного как Ариана 5, уже началось.[12] В январе 1985 года Ariane 5 был официально принят в качестве программы ESA. Ему не хватало высоких уровней общности, которые были у Ariane 4 со своими предшественниками, и он был разработан не только для запуска более тяжелых грузов массой до 5,2 тонн и с 20% снижением затрат по сравнению с Ariane 4, но и для более высокого запаса прочности. в связи с тем, что Ariane 5 был разработан для проведения пилотируемых космических запусков, а также для перевозки космонавты используя предложенные Космический аппарат Гермес.[13] Разработка Ariane 5 не обошлась без разногласий, поскольку некоторые члены ЕКА считали, что более зрелая Ariane 4 больше подходит для удовлетворения установленных потребностей в таких пусковых установках; Именно по этой причине Великобритания отказалась участвовать в программе Ariane 5.[14] В течение нескольких лет пусковые установки Ariane 4 и Ariane 5 работали как взаимозаменяемые; однако в конечном итоге было решено прекратить все операции с Ariane 4 и сосредоточиться на более новом Ariane 5.[15]

дизайн

Ariane 4 был последним развитием предыдущих моделей Семейство ракет Ariane. По сравнению с Ariane 2 и 3, Ariane 4 отличался растянутой первой (на 61%) и третьей ступенями, усиленной конструкцией, новой компоновкой силового отсека, новой авионикой и SPELDA (Структура Porteuse Externe de Lancement Double Ariane) носитель с двойной полезной нагрузкой. В базовой версии 40 не использовались навесные двигатели, в то время как в вариантах Ariane 42L, 44L, 42P, 44P и 44LP использовались различные комбинации твердый и жидкость бустеры. Изначально разработанные для вывода на геостационарную орбиту полезных нагрузок весом 2,0–4,2 тонны, шесть вариантов Ariane 4 с помощью накладных ускорителей несколько раз позволяли запускать полезные нагрузки массой более 4,9 тонны. По словам Харви, пусковая установка Ariane 4 снизила затраты на запуск за килограмм на 55% по сравнению с оригинальной Ariane 1.[8]

Ракета использовалась в нескольких вариантах - она ​​могла оснащаться двумя или четырьмя дополнительными твердый (PAP, пропульсоры назначают à poudre) или жидкость ракеты-носители на топливе (PAL, пропульсоры назначают жидкость). Ракета-носитель включала в себя спутниковую систему доставки полезной нагрузки Спельда (Структура porteuse externe de lancement double Ariane, Французский для внешняя несущая конструкция для двойных запусков Ariane) для одновременного запуска более одного спутника. Ракета захватила почти 60% мирового рынка коммерческих пусковых услуг, обслуживая как европейских, так и международных клиентов.[16] На вершине третьей ступени находился этап оборудования транспортного средства, в котором находился компьютер, выполнявший различные функции, включая определение последовательности, наведение, управление, отслеживание и т. телеметрия и самоуничтожение на основе взрывчатки.[8]

Ariane 4 AR 40 был базовой версией с тремя ступенями: высотой 58,4 м, диаметром 3,8 м, взлетной массой 245000 кг и максимальной полезной нагрузкой 2100 кг на ГТО или 5000 кг на ГТО. низкая околоземная орбита (ЛЕО). Основное питание обеспечивали четыре Моторы Viking 2B, каждый из которых обеспечивает тягу 667 кН. Вторая ступень приводилась в действие одним двигателем Viking 4B, а третья ступень была оснащена двигателем. HM7-B двигатель жидкий кислород / жидкий водород. Ariane 4 AR 44L, оснащенный четырьмя обвязками для ракет на жидком топливе, представлял собой четырехступенчатую ракету весом 470000 кг, способную передавать 4730 кг полезной нагрузки на ГТО или 7600 кг на ГТО. ЛЕО.

5 из 6 версий Ariane 4
МодельPALPAPПолезная нагрузка для GTO (кг)ЗапускаетУспеховДата отказа
AR 4000210077
AR 42P02293015141 декабря 1994 г.
AR 42L2034801313
AR 44L404720403922 февраля 1990 г.
AR 44LP224220262524 января 1994 г.
AR 44P0434601515

История эксплуатации

Основная статья: Список запусков Ariane

В июне 1988 года состоялся первый успешный полет Ariane 4. С тех пор Ariane 4 совершил 116 полетов, 113 из которых были успешными, что дало показатель успешности. 97,4%. 22 февраля 1990 года первая авария произошла во время восьмого запуска "Ариан-4": ракета взорвалась в 9 км над Куру.[17] После исчерпывающего расследования, в ходе которого было обнаружено, что неизвестный посторонний предмет заслонил водопровод, было рекомендовано в общей сложности 44 модификации, чтобы предотвратить любое повторение. Следующие 26 запусков были успешно завершены после этого.[11]

Система стала основой для европейских спутниковое запусков с рекордом 113 успешных и трех неудачных запусков. Ariane 4 обеспечил увеличение полезной нагрузки с 1700 кг для Ариана 3 до 4800 кг до геостационарная переходная орбита (GTO). Рекорд Ariane 4 для GTO составил 4946 кг.[18]

15 февраля 2003 г. произошел последний пуск ракеты «Ариан 4», в результате чего Intelsat 907 в геостационарная орбита.[19] Arianespace решила поэтапно отказаться от пусковой установки Ariane 4 в пользу более новой тяжелой подъемной установки. Ариана 5 ракета, которая уже несколько лет находится на вооружении. В 2011 г. Союз СТ дополнила предложение ракет-носителей из Центр Пространственной Гайаны. Космический корабль, запущенный с корабля "Союз", повторно использовал платформу полезной нагрузки и дозатор, которые изначально были разработаны для "Ариана".[20]

Сопоставимые ракеты

Смотрите также

использованная литература

Цитаты

  1. ^ «Ариан 4 / Пусковые установки / Наша деятельность / ЕКА». Европейское космическое агентство. 14 мая 2004 г.. Получено 13 июн 2015.
  2. ^ Харви 2003, стр. 161-162.
  3. ^ Харви 2003, стр. 169.
  4. ^ Харви 2003, стр. 172.
  5. ^ а б «Энциклопедия астронавтики - Ариана». Энциклопедия Astronautica. Получено 13 июн 2015.
  6. ^ Харви 2003, стр. 178.
  7. ^ а б c d Харви 2003, стр. 179.
  8. ^ а б c d е ж г час я j k Харви 2003, стр. 180.
  9. ^ «Премия за космические достижения». Космический симпозиум. Получено 13 июн 2015.
  10. ^ Харви 2003, стр. 178-179.
  11. ^ а б c Харви 2003, стр. 183.
  12. ^ Харви 2003, стр. 184-185.
  13. ^ Харви 2003, стр. 185.
  14. ^ Харви 2003, стр. 186.
  15. ^ Харви 2003, стр. 193.
  16. ^ "Ariane 4, un défi pour l'Europe spatiale" [Ариана 4 - вызов космической индустрии Европы] (на французском языке). CNES. Получено 13 июн 2015.
  17. ^ Харви 2003, стр. 182-183.
  18. ^ «Ариана 4». Airbus Defense and Space. Получено 13 июн 2015.
  19. ^ «Intelsat 907 запущен в рамках заключительной миссии Ariane 4». SpaceRef. 15 февраля 2003 г.. Получено 13 июн 2015.
  20. ^ "Руководство пользователя" Союз " (PDF). Arianespace. Март 2012 г.. Получено 13 июн 2015.

Список используемой литературы

  • Харви, Брайан. Космическая программа Европы: к Ариане и дальше. Springer Science & Business Media, 2003. ISBN  1-8523-3722-2.

внешние ссылки