Содержание
Новый китайский перспективный пилотируемый корабль. Его история и роль в современной лунной гонке / Хабр
Еще в прошлом году чувствовалось, что 2020 год будет очень богат на китайские космические достижения. На этот год планировались испытания нового перспективного пилотируемого корабля, начало развертывания тяжелой орбитальной станции на орбите, запуск к Луне станции для доставки на Землю лунного грунта и отправка к Марсу марсохода.
Каждая из этих миссий, уже сама по себе, очень эффектная. Ну а то, что их могут реализовать в один год, еще больше усиливает впечатление. А ведь может быть, я что-то и забыл.
При этом, первая миссия из списка, уже на орбите. Ее и разберем в данной статье.
История
О существовании в Китае программы по разработке нового пилотируемого корабля широкая общественность узнала в 2016 году. 8 марта того года главный конструктор китайской пилотируемой программы Чжоу Цзяньпин сообщил, что в первом полете новой ракеты СZ-7 будет испытано возвращение прототипа данного корабля.
Про корабль стало известно, что его разработчиком является 508 институт Китайской исследовательской академии космической техники (CAST). Данный институт подготовил проект к 2013 году, а, например, в ноябре 2015 года проводились испытания трёхкупольной парашютной системы
25 июня 2016 года СZ-7, действительно, отправила в космос данный аппарат, вместе с другими экспериментальными спутниками.
Прототип был выполнен, приблизительного, в масштабе 60% от базового корабля. Он представлял из себя, усеченный конус с максимальным диаметром 2,6 метра, высотой 2,3 метра, и массой 2600 кг.
Вот хороший ролик, где показана сборка и запуск данной капсулы
Вот как она выглядела в полете вместе с разгонным блоком
На следующий день была проведена операция по возвращению спускаемого аппарата с орбиты. Причем она была сделана по очень занятной схеме. Разгонный блок YZ-1A сначала отработал тормозной импульс и перевел капсулу на траекторию входа в атмосферу, дальше СА и РБ разделились и разгонный блок дополнительным импульсом вновь вернул себя на околоземную орбиту.
Капсула успешно затормозилась в плотных слоях атмосферы, после чего был выведен сверхзвуковой стабилизирующий парашют, а на высоте 10 км вытяжной и основной парашют.
Вскоре после посадки ее нашла поисковая группа. Отстрела парашюта не было, так что капсулу немного протащило по полю.
Если до полета была отмечено, что пока проект многоцелевого пилотируемого корабля не был утвержден Госсоветом КНР, после успешного полета демонстратора ситуация явно поменялась.
Вот прошло четыре года и 5 мая 2020 года первая CZ-5В отправляет на орбиту первый китайской корабль новой серии. Срок на разработку не рекордный, но он весьма достойный.
Корабль
Сравнение из китайского источника «Ориона», ПТК НП «Орел» и «китайца».
Хотел бы отметить, что пока китайцы (судя по иероглифам) называют его просто пилотируемым кораблем нового поколения. Но аббревиатуру ПКНП использовать сложно, слишком похожа на нашу.
Видно, что общая компоновка похожа.
Но у китайского корабля более маленький спускаемый аппарат, но больший по размерам агрегатный отсек. Возможно, в нем будет несколько теснее, впрочем, и компоновать такой корабль под нужную ХС, должно быть удобнее. В частности, похоже, он будет легче, чем «Орион». Испытательный корабль весит 21,6 тонны, тогда как «Орион» должен весить порядка 24 тонн.
Даже при появлении первой информации, мало кто сомневался, что новый китайский корабль будет аналогом американского «Ориона» или российского ПТК НП. То есть кораблем, заточенным для полетов на окололунную орбиту. Но и китайцы это не особо скрывали.
Например, несколько лет назад один из разработчиков китайской космической программы Чжан Бонань сказал следующее:
«В настоящее время, из зарубежных пилотируемых космических кораблей, только космический аппарат НАСА «Орион» имеет возможность обеспечения лунной экспедиции. Следующее поколение наших пилотируемых космических кораблей, будет выполнять полеты как околоземную орбиту, так и осуществление пилотируемой лунной миссии».
Действительно, среди этих кораблей на тот момент только „Орион“ прошел летные испытания на орбите Земли. В рамках миссии EFT-1 в 2014 году. Испытания нашего корабля на данный момент намечены на 2023 год.
Текущий корабль действительно испытательный. На нем не видно следов стыковочного узла, при старте не применялось САС. Но это именно первый летный образец китайского пилотируемого корабля.
Как я уже когда-то писал, основным отличием „лунных“ кораблей от „орбитальных“ является объем топлива, позволяющий ему выходить/сходить на орбиту Луны. На втором месте должна стоять возвращаемая капсула, рассчитанная по нагрузкам на вход в атмосферу Земли, со скоростью близкой ко второй космической.
По описанию миссии, именно этим элементам миссии и будет посвящен данный полет. На данный момент носитель вывел нагрузку на орбиту порядка 160х370 км. Но потом он должен перейти на орбиту с апогеем 8000 км. На это требуется порядка 1300 м/с. Это уже выглядит близким к требуемой энергетике для лунных полетов.
По результату полета можно будет оценить характеристическую скорость точнее.
Надувной спускаемый грузовой аппарат
Кроме корабля, в космос отправился некий гибкий надувной груз, который должен вернуть экспериментальный грузовой макет.
Идеи о разработке специального надувного спускаемого аппарата, ходили давно. Более того, в России по договору с ЕКА, на базе наработок по „Марс-96“ разработали надувной вариант, при помощи которого попробовали вернуть из космоса как разгонный блок „Фрегат“, так и специальный демонстратор во время первого пуска „Фрегата“ 9 февраля 2000 года. Но на земле бушевал буран и поисковые службы смогли найти только демонстратор. Где место посадки „Фрегата“ и сейчас не известно.
Тогда были наполеоновские планы по использованию подобной технологии в будущем. Включая даже индивидуальный спуск космонавта с орбиты. Но потом все затихло. Может китайцам повезет больше.
Данный китайский аппарат должен был вернуться сегодня. Но, похоже, что-то пошло не так.
Подождем официальных сообщений.
Ракета CZ-5B
Несколько слов о ракете.
Ракета пакетной схемы. На центральную кислородно-водородную ступень навешаны кислородно-керосиновые ускорители. Стартовая масса порядка 850 тонн.
На данный момент это самая мощная РН, что есть в китайском арсенале. Масса на низкую околоземную орбиту называется в 25 тонн.Но для лунной программы она может быть (и скорей всего будет!) использоваться только для беспилотных пусков. По полезной нагрузке она находится в одном классе с нашей „Ангарой“, а ее базовые технологии (как и у «Ангары») не позволяют их масштабировать в супертяж, необходимый для осуществления лунной программы.
Собственно, очень похоже, что это практически максимум, что можно получить на базе YF-100, выросших из технологии РД-120. Для сверхтяжа нужны новые типоразмеры баков и новые двигатели. В Китае это понимают.
Но, опять же повторюсь, это не значит, что она не нужна. Эта размерность очень хороша, для запуска автоматических станций к Луне, базовых блоков новой китайской модульной станции и отработки перспективного корабля на орбите Земли.
Так что этот носитель в ближайшие десять лет, уверен, выведет много интересных аппаратов.
Небольшой итог
Подозреваю, что у всех возник вопрос: а что дал данный запуск Китаю в рамках текущей лунной гонки, что сейчас идет? Возможно, ответ удивит, но по очкам сейчас Китай вырвался вперед.
Раньше за США было испытание „лунного“ корабля на орбите Земли и орбитальная станция детального разрешения Lunar Reconnaissance Orbiter (кратковременные миссии не берем). За Китаем же, были беспилотные луноходы, в том числе на обратной стороне Луны, и первый в истории спутник ретранслятор „Цюэцяо“ в точке Лагранжа. Таким образом Китай опережал в беспилотных миссиях, а США — в отработке пилотируемых.
Сейчас в отработке пилотируемых миссий наступил паритет. Более того, есть шанс, что Китай раньше США запустит пилотируемый вариант нового корабля. Также он активно развивает межпланетные станции. Уже в этом году, он обещает запустить станцию для возвращения на Землю лунного грунта.
Тем не менее, это опережение только по очкам. Ведь для осуществления пилотируемого полета на Луну нужны, как и беспилотные аппараты для отработки технологий, так и орбитальные аппараты, посадочные и сверхтяжелая ракета, что все это выведет.
По вопросу лунного пилотируемого посадочного аппарата, на начальном этапе находятся все. Хотя в США его недавно начали детально прорабатывать. В чем США действительно продвинулись, так это в разработке сверхтяжелого носителя. На данный момент его первый пуск стоит на 2021 год. Этот пуск беспилотный, но с большей степенью вероятности, именно США первыми осуществят облет человеком Луны в рамках текущей лунной гонки.
По моим данным, в Китае идет определенная битва между двумя разными концепциями сверхтяжа, так что когда они называют 2030 год, годом первой высадки китайского космонавта на Луну, это вряд ли будет сильно отличаться от миссии. В США пока называют 2024 год, но шансов на высадку в этот год очень мало, реальная дата сместиться на вторую половину 20-х годов.
Так что наблюдать за текущим противостоянием будет интересно.
Что до России, то сейчас она находится на третьем месте, и то только потому, что других стран, объявивших о своей пилотируемой лунной программе, нет. Плюсом отчасти можно назвать то, что концепция полетов к Луне за эти годы сформировалась и потихоньку переходит к реализации.
Уже в 2021 год должна состояться посадка на Луну нашей новой станции, судя по последнему обсуждению в правительстве, этот аппарат уже на сборке. Концепция Восточного сформирована в том числе созданием стартового комплекса сверхтяжа. Этот носитель, порой, обсуждался на самом высоком уровне. Дата нашей первой высадки на Луну стоит на 2030 год. И в целом, если не будет проблем с финансированием, это реальный срок
Минусом можно назвать то, что финансирование разработки ПТК НП было, мягко говоря, нестабильным. Из-за чего он превратился в долгострой. Люди уже реально стали уставать от таких сроков. Плюс последние трагические события связанные как с экономикой, так и с коронавирусом.
В частности вчера, за пару часов до полета китайского аналога ПТК НП пришло трагическое известие о смерти генерального конструктора РКК „Энергия“ Евгения Микрина. На котором, действительно, было завязано многое. И как сейчас распределятся роли и сроки, пока не может сказать никто.
Китай разрабатывает ракетный двигатель нового поколения
Космонавтика
13.01.2021
227 1 минута чтения
Государственный подрядчик заявляет, что для нового двигателя достигнут значительный прогресс в нескольких ключевых технологиях. Повышенная топливная эффективность увеличит мощность для будущих планетарных миссий.
Китай разрабатывает ракетные двигатели нового поколения для реализации своей амбициозной космической программы, которая включает три планетарных миссии в течение следующих пяти лет, а также постоянная станция на Луне.
Согласно государственной газете Science and Technology Daily, Китайская корпорация аэрокосмической науки и технологий (CSAC) добилась значительных успехов в нескольких ключевых технологиях для нового двигателя, который будет иметь гораздо более высокую топливную экономичность, чем используемые.
«Это лучше удовлетворит спрос на энергию для будущих ракет и важных космических миссий Китая«, — заявил CSAC, главный государственный подрядчик китайской космической программы.
Следующий пятилетний план Китая предусматривает три миссии — извлечение образцов с астероида, затем с Марса, а затем пролет над системой Юпитера — все из которых потребуют значительной ракетной мощности.
Ожидается, что неназванный водородно-кислородный двигатель в конечном итоге заменит YF-77, который оснащает первую ступень китайского семейства ракет тяжелого класса Long March CZ-5.
Вместо газогенераторного цикла YF-77 новая ракета будет использовать ступенчатый цикл горения, который повышает эффективность за счет более тщательного сжигания топлива, но также создает проблемы инженерного проектирования и сборки.
Космическая программа Китая была отложена из-за длительных проблем с разработкой YF-77 с 2016 по 2019 год, включая два неудачных запуска CZ-5. Двигатель был наконец исправлен, и в напряженном 2020 году были завершены все запланированные на сегодняшний день миссии, включая Извлечение лунных образцов Чанъэ-5 и марсианский зонд Тяньвэнь-1.
Согласно докладу, CSAC продолжает работу над надежностью YF-77, чтобы выполнить амбициозные планы Китая по запуску в 2021 году, включая основной модуль для своей постоянной космической станции Тяньгун в течение ближайших нескольких месяцев.
Ожидается, что строительство Тяньгун будет завершено к концу следующего года после 11 запусков с использованием Long March CZ-5B.
В отчете говорится, что прототип оптимизированного YF-77 недавно завершил пробную стрельбу продолжительностью 500 секунд — равную времени, необходимому для реальной миссии — в своем четвертом подобном испытании, добавив, что будут проведены еще четыре проверки его надежности.
30 декабря компания CSAC также завершила первые испытательные пуски своего самого мощного твердотопливного ракетного двигателя, которые длились более 130 секунд. Двигатель имеет диаметр 3,2 метра и грузоподъемность 260 тонн. Он оснащен тремя ступенями, позволяющими регулировать нагрузку на топливо в соответствии с требованиями миссии.
Подпишитесь на нас:Дзен.Новости / Вконтакте / Telegram
Back to top button
Китай отмечает веху в разработке ракет нового поколения для тяжелых условий эксплуатации, проведя успешные испытания двигателя
SCI-TECH / AIR & SPACE
Китай отмечает веху в разработке ракет нового поколения для тяжелых условий эксплуатации, проведя успешные испытания двигателя
Автор: GT штатные репортеры Опубликовано: 06 сентября 2022 г., 20:39
Первое испытание экструзионной камеры водородно-кислородного ракетного двигателя замкнутого детандерного цикла в декабре 2021 года. Фото: из Интернета
Китай успешно провел запуск всего корабля испытания своего 25-тонного водородно-кислородного ракетного двигателя закрытого детандерного цикла впервые недавно, которые, по утверждению разработчиков, стали крупнейшими в мире испытаниями этого типа и ключевым технологическим прорывом для разработки страной сверхтяжелого двигателя нового поколения.
-подъемная ракета-носитель.
CASC сообщил на своем официальном сайте в декабре 2021 года, что система водородно-кислородного ракетного двигателя замкнутого детандерного цикла обладает преимуществами высокой производительности и высокой надежности, а также возможностью многократного запуска и крупномасштабной переменной регулировкой тяги.
По данным CASC, он может использоваться для сложных космических миссий, таких как высадка человека на Луну, высадка человека на Марс и исследование дальнего космоса.
По данным CASC, новый двигатель, самый мощный в своем роде в мире, в три раза мощнее, чем те, которые в настоящее время используются для верхней ступени китайской ракеты, находящейся в эксплуатации, и достигает мирового класса. Это знаковый продукт, который Китай продвинул к мировой космической державе.
Когда во вторник Global Times связались с разработчиками двигателей из Шестой академии государственного аэрокосмического гиганта China Aerospace Science and Technology Corporation (CASC), они отказались предоставить дополнительную информацию о новой модели двигателя и не предоставили никаких видеоматериалов.
доступны для демонстрации процесса тестирования. Тем не менее, космические наблюдатели предположили, что новая система двигателя, вероятно, будет использоваться в качестве третьей ступени и разгонного блока для долгожданной сверхтяжелой ракеты «Чанчжэн-9», которая подстегнет будущие космические усилия Китая в таких областях, как пилотируемая Луна. и посадка на Марс, среди других программ исследования дальнего космоса.
Эксперт по космосу, попросивший не называть его имени, сообщил Global Times во вторник, что испытываемый 25-тонный двигатель может быть двигателем YF-79, который даже мощнее, чем нынешний двигатель YF-75D на вершине «Чанчжэн-5» — самая мощная китайская ракета-носитель на сегодняшний день.
Четыре таких двигателя YF-79, работающие в группе, составляют третью ступень большегрузного корабля «Чанчжэн-9» и обеспечивают тягу около 100 тонн, отметил эксперт.
На данный момент Китай объявил об успешных ходовых испытаниях своего 500-тонного жидкостно-кислородного керосинового ракетного двигателя отечественной разработки, который, как предполагается, получит кодовое название ракетного двигателя YF-130 с номинальным рабочим состоянием 50 процентов в марте 2021 года; и завершение разработки прототипа 220-тонного YF-90 с кислородно-водородным ракетным двигателем в июле 2021 года, по сообщениям СМИ.
Космические наблюдатели заявили, что, похоже, ракетный двигатель YF-130 для первой ступени корабля «Великий поход-9», двигатель YF-90 для второй ступени, а теперь и ракетный двигатель YF-79 для третьей и верхней ступени все добились крупных прорывов в развитии. Китай приближается к завершению работ по созданию ракеты-носителя большой грузоподъемности, которая поможет стране стать мировой космической державой.
Согласно тому, что Цзян Цзе, главный конструктор Китайской академии ракет-носителей, который также является академиком Китайской академии наук, сказал в марте, разработка сверхтяжёлой ракеты, имеющей эпохальное значение, потребует от восьми до 10 лет.
Космические наблюдатели отметили, что, согласно всей собранной информации, первый полет сверхтяжелого транспортного средства нового поколения можно ожидать в течение следующей пятилетки с 2026 по 30 год. Генеральная технология ракетных двигателей; Претензии обеспечат большой импульс исследованию дальнего космоса
Китай достиг ключевой вехи в своей программе ракетных двигателей, которая может значительно ускорить будущие пилотируемые полеты на Луну и исследования дальнего космоса.
Китайские исследователи достигли важной фазы в разработке отечественного водородно-кислородного двигателя нового поколения под кодовым названием YF-79, сообщает SCMP.
Два испытания, проведенные ранее в этом месяце, подтвердили конструкцию камеры тяги ракетного двигателя, подтвердив ее пригодность для выполнения сложных космических миссий. Согласно отчету, исследовательская группа теперь может оценить общие тепловые характеристики двигателя.
Двигатель будет использоваться в китайской сверхтяжелой ракете нового поколения Long March 9, также известной как CZ-9, которая, как говорят, должна доставить экипаж на Луну. Более того, когда двигатель будет готов, он станет самым мощным в своем роде.
Нынешние и будущие модели ракет «Великий поход», представленные на авиашоу в Чжухай в 2021 году, в том числе «Чанчжэн-9» (в центре) и пилотируемая пусковая установка нового поколения (в центре слева) с системой эвакуации при запуске.
Кредит: CASC
Согласно отчету, двигатель может быть перезапущен несколько раз с модификациями с переменной тягой. Он способен совершать пилотируемые посадки на Луну, пилотируемые посадки на Марс и исследования дальнего космоса.
В следующем пятилетнем плане Китая намечены три миссии: сбор образцов с астероида, затем с Марса и последующий облет системы Юпитера. Однако для достижения всех этих целей Китаю потребуется значительная ракетная мощь.
#BREAKING Национальное космическое управление Китая публикует три изображения Марса в высоком разрешении, сделанные первым в стране зондом для исследования Марса Tianwen-1 pic.twitter.com/niZnadV6hK
— CGTN (@CGTNOfficial) 4 марта 2021 г.
Как ранее сообщала The EurAsian Times, Национальное космическое агентство Китая (CNSA) заявило, что оно намерено высадить людей на Луну к 2030 году и создать совместный лунный комплекс с Россией к 2035 году.
CNSA намерено собрать образцы с Марса и расширить свои исследования на другие планеты и дальше в космос.
Почему Китай работает над новым двигателем?
YF-77, приводящий в движение первую ступень китайских ракет большой грузоподъемности Long March CZ-5, планируется заменить новым водородно-кислородным двигателем (YF-79) в будущем.
Новая ракета будет использовать ступенчатый цикл сгорания вместо газогенераторного цикла YF-77, что повышает эффективность за счет более полного сжигания топлива.
С 2016 по 2019 год космической программе Китая мешали долгосрочные проблемы с разработкой YF-77, включая два неудачных запуска Long March 5 (CZ-5). Двигатель был окончательно отремонтирован в 2020 году, и космический корабль выполнил несколько миссий, включая поиск лунных образцов аппаратом «Чанъэ-5» и запуск марсианского зонда «Тяньвэнь-1». 900:03 «Великий поход-5» запускает миссию по возврату лунных образцов «Чанъэ-5» 23 ноября 2020 года.
Фото: CNSA
Китай запустил ряд амбициозных космических миссий, включая разработку своей постоянной космической станции «Тяньгун». Однако существующие ракеты недостаточно мощны, чтобы их можно было использовать в этих критических миссиях. Серия CZ-5 задержала некоторые миссии почти на два года.
Китайский сверхтяжелый корабль нового поколения Long March 9 (CZ-9), как сообщается, способен доставлять полезные грузы до 50 тонн на Луну и 44 тонны на Марс. Его грузоподъемность на низкой околоземной орбите составляет 140 тонн, что сравнимо с американским Falcon Heavy и примерно в шесть раз мощнее CZ-5. 9Двигатель 0003 YF-77 — Фото: Weibo/cannews
Недавние испытания двигателя YF-79 проводились при 60% и 100% номинальных рабочих условиях, в ходе которых не только была проверена конструкция упорной камеры, но и собраны важные данные. Команда, по-видимому, завершила приварку кольца диаметром 9,5 метра (31 фут) к основанию ракеты CZ-9.
Для третьей и последней ступени ракеты CZ-9 будут установлены четыре двигателя YF-79, а для старта будут использоваться четыре двигателя YF-130 с дополнительным циклом сгорания тягой 500 тонн.
Второй этап миссии CZ-9 будет оснащен двумя 220-тонными водородно-кислородными двигателями YF-90 с дополнительным циклом сгорания, а дополнительные двигатели YF-130 будут установлены в качестве ускорителей.
Двигатели YF-90 и YF-130 также находятся в разработке, а первый прототип YF-90 будет готов в июле. Исследователи завершили испытание двигателя YF-130 «полусистемы в полном рабочем состоянии» в марте и планируют завершить проверку всей системы до конца года.
Космические амбиции Китая
В прошлом году Китай успешно создал собственную глобальную спутниковую навигационную систему Beidou в качестве альтернативы государственной системе глобального позиционирования (GPS) США. Эксперты считают, что это повысит общий военный потенциал Китая, чтобы поддерживать боеспособность своего оружия во время любого конфликта.
Ранее Китай запустил экспедицию с экипажем на свою собственную космическую станцию, которая все еще находится в стадии разработки.