Разгонный блок Д¶

Разгонный блок «Д» — это семейство советских и российских разгонных блоков (РБ), разработанных в ОКБ-1 (ныне РКК «Энергия» имени С. П. Королёва) для выведения космических аппаратов на высокие энергетические орбиты, включая геостационарную, отлётные траектории к Луне и планетам Солнечной системы. Блоки серии «Д» используются в составе ракет-носителей (РН) «Протон-К», «Протон-М» и «Зенит-3SL» (в рамках морского старта «Морской старт»). Отличительной особенностью является использование криогенных компонентов топлива: жидкого кислорода (окислитель) и керосина (горючее), что обеспечивает высокий удельный импульс.

¶История создания

Разработка разгонного блока «Д» началась в середине 1960-х годов в рамках советской лунной программы. Первоначально блок предназначался для выведения к Луне пилотируемого корабля «Л-1» (облёт Луны) и автоматических станций. Первый пуск с блоком «Д» состоялся 10 марта 1967 года с космодрома Байконур: РН «Протон-К» успешно вывела на траекторию к Луне автоматическую станцию «Луна-4С». В дальнейшем блок использовался для запуска всех советских лунных и планетарных станций (серии «Луна», «Венера», «Марс», «Вега»), а также для выведения спутников связи на геостационарную орбиту (серии «Горизонт», «Экран», «Радуга»).

В 1970–1980-х годах блок «Д» стал основным разгонным средством для тяжёлых РН «Протон-К». В 1990-х годах на его базе был создан модернизированный вариант «ДМ» (с увеличенным запасом топлива и улучшенной системой управления). В 2000-х годах для РН «Протон-М» разработана версия «ДМ-03», а для морского старта — «ДМ-SL». В 2020-х годах блоки серии «Д» продолжают эксплуатироваться, хотя постепенно вытесняются более современными разгонными блоками (например, «Бриз-М» и «Фрегат»).

¶Конструкция и технические характеристики

Разгонный блок «Д» состоит из следующих основных элементов:

• Двигательная установка — жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) РД-58 (или его модификации РД-58М, РД-58МФ). Однокамерный двигатель с турбонасосной подачей топлива, работающий на криогенных компонентах: жидкий кислород (окислитель) и керосин (горючее). Удельный импульс в вакууме — около 353–360 секунд, тяга — от 7,5 до 8,5 тонн-силы (в зависимости от модификации). Двигатель может многократно запускаться в полёте (до 3–5 раз).
• Топливные баки — сферические или тороидальные баки для жидкого кислорода (низкотемпературный криоген) и керосина. Баки изготовлены из алюминиевых сплавов, теплоизолированы для минимизации испарения кислорода.
• Система управления — автономная инерциальная система навигации с гироскопическими датчиками и бортовым компьютером. Обеспечивает ориентацию блока, расчёт импульсов коррекции и выключение двигателя по заданной программе.
• Система разделения — пиротехнические замки и пружинные толкатели для отделения блока от ракеты-носителя и космического аппарата.
• Система терморегулирования — поддерживает температурный режим криогенного топлива и электроники в полёте.

¶Основные характеристики (базовый блок «Д»)

¶Модификации

Семейство разгонных блоков «Д» включает несколько основных модификаций, различающихся конструкцией, топливной ёмкостью и системой управления:

• «Д» (базовая) — использовалась с РН «Протон-К» для лунных и планетарных миссий (1967–1970-е).
• «ДМ» (модернизированный) — увеличенный запас топлива (до 15 тонн), усовершенствованная система управления, многократное включение двигателя. Применялся с 1974 года для выведения геостационарных спутников.
• «ДМ-2» — версия для РН «Протон-К» и «Протон-М» с улучшенной системой навигации и возможностью выведения на высокоэллиптические орбиты.
• «ДМ-03» — последняя модификация для РН «Протон-М» (с 2007 года). Имеет облегчённую конструкцию, увеличенную ёмкость баков и более точную систему управления. Используется для коммерческих запусков.
• «ДМ-SL» — версия для морского старта («Морской старт») на базе РН «Зенит-3SL». Отличается адаптацией к условиям морского базирования и увеличенным числом запусков двигателя (до 5).
• «ДМ-5» — экспериментальная модификация с двигателем РД-58МФ (тяга 8,5 тс) и увеличенным запасом топлива (до 18 тонн). Не пошла в серию.

¶Применение

Разгонные блоки серии «Д» использовались для выведения космических аппаратов на следующие типы орбит и траекторий:

• Геостационарная орбита (ГСО) — спутники связи, телевещания и навигации (серии «Горизонт», «Экран», «Радуга», «Экспресс», «Ямал»). Блок «Д» обеспечивает довыведение с опорной орбиты на ГСО с последующей коррекцией.
• Высокоэллиптические орбиты — спутники системы «Молния» и «Ураган» (ГЛОНАСС).
• Отлётные траектории к Луне и планетам — автоматические станции «Луна-16», «Луна-20», «Луна-24» (доставка лунного грунта), «Венера-13», «Венера-14», «Марс-5», «Марс-6», «Вега-1», «Вега-2» (программа «Венера-Галлей»).
• Коммерческие запуски — в рамках совместных проектов с зарубежными операторами (например, спутники серии «Inmarsat», «Eutelsat»).

¶Примеры известных миссий

• «Луна-16» (1970) — первая в мире автоматическая станция, доставившая лунный грунт на Землю. Блок «Д» вывел её на траекторию к Луне.
• «Венера-13» (1982) — станция, совершившая мягкую посадку на Венеру и передавшая первые цветные панорамы поверхности. Блок «Д» обеспечил перелёт к планете.
• «Вега-1» и «Вега-2» (1984) — миссия к комете Галлея и Венере. Блок «Д» вывел аппараты на траекторию сближения с кометой.
• «Экспресс-АМ5» (2013) — российский спутник связи, выведенный на ГСО с помощью блока «ДМ-03».

¶Критика и недостатки

Несмотря на широкое применение, разгонные блоки серии «Д» имеют ряд недостатков:

• Криогенное топливо — жидкий кислород испаряется при хранении, что ограничивает время активного существования блока на орбите (обычно не более 6–8 часов). Это требует точного расчёта времени запуска и быстрого выполнения манёвров.
• Ограниченное число включений двигателя — базовые версии допускают до 3 запусков, что недостаточно для сложных многоимпульсных схем выведения (например, для выведения на ГСО с несколькими коррекциями).
• Сложность эксплуатации — заправка криогенным кислородом требует специального оборудования и мер безопасности, что увеличивает стоимость подготовки к пуску.
• Конкуренция с более современными блоками — с 2000-х годов блоки «ДМ-03» постепенно вытесняются разгонными блоками «Бриз-М» (РН «Протон-М») и «Фрегат» (РН «Союз-2»), которые имеют более высокую надёжность и гибкость.

¶Интересные факты

• Разгонный блок «Д» — один из немногих в мире, использующих криогенный кислород в качестве окислителя в сочетании с керосином. Большинство современных разгонных блоков применяют долгохранимые компоненты (например, гептил + амил).
• Двигатель РД-58, установленный на блоке «Д», был разработан в КБХА (Конструкторское бюро химической автоматики) и является одним из самых эффективных среди ЖРД на керосине и кислороде.
• В 2010-х годах блок «ДМ-03» использовался для выведения на ГСО спутников системы «Гонец-М» и «Экспресс-АМУ».
• В 2022 году, после прекращения сотрудничества с зарубежными партнёрами по морскому старту, блоки «ДМ-SL» были законсервированы.

¶Источники

• Космонавтика: Энциклопедия / Под ред. В. П. Глушко. — М.: Советская энциклопедия, 1985.
• Разгонный блок «Д» // РКК «Энергия» имени С. П. Королёва. — Официальный сайт.
• Семейство разгонных блоков «Д» // Журнал «Новости космонавтики», 2003–2020.
• Технические характеристики РН «Протон-М» // Государственный космический научно-производственный центр имени М. В. Хруничева.
• «Морской старт»: история и перспективы // Журнал «Космическая техника и технологии», 2015.