20.01.2022

Как это делается в Китае

15 января 2022 г. в китайских сетевых СМИ прошла информация о том, что на новом стартовом комплексе компании LandSpace в Центре космических запусков Цзюцюань закончено сооружение газоотводного лотка. 

Газоотводный лоток на стартовом комплексе РН ZQ-2

Иллюстрированный репортаж вскоре был удален автором, но включенные в него фотографии позволили не только «привязать» объект к спутниковым снимкам, но и обнаружить, что строительство и оснащение нового старта продвинулись намного дальше – вплоть до примерки ракеты к пусковому устройству.

Строительство на площадке РН ZQ-2

LandSpace пока не порадовала нас успешным космическим стартом, однако она явно заслужила небольшого обзора, построенного по бессмертной схеме «Что? Где? Когда?»

 

Что?

Пекинская космическая научно-техническая компания «Ланьцзянь», что означает «Синяя молния» (кит. 北京蓝箭空间科技有限公司, произносится бэйцзин ланьцзянь кунцзянь кэцзи юсянь гунсы, англоязычное наименование Beijing Blue Arrow Space Technology Co. Ltd., торговая марка LandSpace) была основана в июне 2015 г. выходцами из государственной космической отрасли Китая, среди которых были основатель и главный исполнительный директор фирмы Чжан Чанъу (张昌武) и главный конструктор Ван Минхан (王明航).

Генеральный директор компании LandSpace Чжан Чанъу

На первом этапе компания спроектировала и изготовила твердотопливный носитель «Чжуцюэ-1» (朱雀一号, Zhuque-1, ZQ-1), получивший свое имя в честь мифологической красной птицы, которая считается покровителем юга. Трехступенчатый носитель диаметром 1.35 м и высотой 19 м со стартовой массой 27 т и тягой двигателя первой ступени 45 тс был запущен всего один раз, 27 октября 2018 г., с наземной площадки космодрома Цзюцюань (см. «Новости космонавтики» №12, 2018). Из-за нарушения стабилизации на этапе работы 3-й ступени ракета немного не дотянула до орбитальной скорости, так что пуск закончился неудачей. Однако инвесторов проекта этот аварийный старт впечатлил в достаточной степени для того, чтобы «Синяя молния» отказалась от конкуренции с другими китайскими стартапами в области легких твердотопливных ракет и полностью сосредоточилась на своем главном проекте – носителе среднего класса на кислородно-метановых двигателях.

Проектный облик РН ZQ-2

LandSpace анонсировала разработку ракеты «Чжуцюэ-2» (朱雀二号, Zhuque-2, ZQ-2) в рамках Китайского симпозиума по коммерческому космосу 23 апреля 2018 г. Проектом был предусмотрен двухступенчатый носитель со стартовой массой 216 т и тягой четырех двигателей первой ступени 268 тс; на второй ступени устанавливалась высотная версия того же двигателя с тягой 80 тс в вакууме и четырехкамерный рулевой двигатель тягой 8.2 тс. Все двигатели имели наименование «Тяньцюэ» (天鹊, Tianque, TQ) с различными цифровыми индексами.

Ракета ZQ-2 и двигательные установки ее ступеней

Диаметр ракетных блоков 3.35 м был позаимствована у государственных носителей семейства «Чанчжэн», высота изделия получилась 49.5 м. По грузоподъемности ракета примерно соответствовала CZ-2C: 3600 кг на низкую околоземную орбиту, 1500 кг на солнечно-синхронную орбиту высотой 500 км. (В июле 2018 г. LandSpace пересмотрела эти параметры в сторону увеличения и заявила грузоподъемность 4000 и 2000 кг соответственно. В сообщениях 2021 г. называются уже величины 6000 и 4000 кг, но, по-видимому, они относятся к трехступенчатой версии носителя, первоначально обозначавшейся ZQ-2A.)

Преимуществом ZQ-2 был назван высокий темп запусков (вплоть до еженедельного), осуществляемый очень компактной стартовой командой из 20 человек. Первый пуск был оптимистично намечен на 2020 год.

Первая собранная двигательная установка 1-й ступени с четырьмя качающимися двигателями TQ-12

Следует напомнить, что в апреле 2018 г. в мире не было еще ни одного летающего кислородно-метанового двигателя: первые привязные полеты демонстратора Starhopper американской компании SpaceX с двигателем Raptor состоялись годом позже, в апреле 2019 г., а двигатель BE-4 разработки фирмы Blue Origin все еще не сертифицирован для летных испытаний. Китайцы приступили к созданию таких двигателей значительно позже американцев, но сегодня далеко не очевидно, какая из метановых ракет первой достигнет орбиты – американский супертяж Superheavy/Starship или китайская «Чжуцюэ-2».

 

Где?

В пользу китайской «Синей молнии», в частности, говорит невероятная скорость строительства стартового комплекса ZQ-2 в Цзюцюане.

Напомним, что орбитальные пуски на первом китайском космодроме с 1970 года производились с двух стартовых позиций на площадке №2 в 37 км к северу от жилого городка Дунфэн, известного также как площадка №10. (Читатель, не удивляйтесь знакомым обозначениям – китайский межвидовой ракетный полигон проектировали в 1958 году советские специалисты.) Во второй половине 1990-х годов под пилотируемую программу построили новый стартовый комплекс для РН CZ-2F на площадке №43 к юго-востоку от города, всего в 7 км от штаба полигона. Там же в 2003 г. была введена в строй новая пусковая установка для ракет семейства CZ-2D и совместимых с ними.

За следующие 15 лет на полигоне внешне мало что изменилось, разве что построили полукруглую объездную дорогу с южной и восточной стороны, да ввели в строй две небольшие бетонированные площадки к востоку от 43-й для пусков твердотопливных ракет. (Оттуда, кстати, стартовала и аварийная ZQ-1.)

В 2018 г. начался новый этап развития полигона Цзюцюань, связанный с разработкой новых многоразовых носителей в рамках государственной программы и новых частных жидкостных ракет на нетоксичных компонентах топлива. Новые объекты строились южнее города Дунфэн, вдоль шоссе, идущего на юго-запад, в сторону города Цзюцюань. Одна группа сооружений появилась в 2017–2019 гг. вне полукольцевой дороги, а вторая после этого – внутри ее, в 8 км от штаба и рядом с издавна существовавшей площадкой неизвестного наименования.

Расположение объектов на космодроме Цзюцюань

На этом снимке европейского КА системы Sentinel обведены районы размещения комплексов: зеленым – ПУ №94 под ракеты семейства CZ-2D, желтым – ПУ №91 для пилотируемых стартов на CZ-2F, красным – технического и стартового комплексов под ракету «Чжуцюэ-2».

Поворот в зону строительства объектов ZQ-2

 

Когда?

На привычных всем гуглокартах все еще выглядит так, как было в 2015 году. А вот европейский портал apps.sentinel-hub.com, предлагающий бесплатно свежие снимки спутников системы Sentinel, хотя и довольно низкого разрешения, позволяет отследить ход ударного строительства сооружений для кислородно-метанового носителя ZQ-2 почти посуточно. Для наглядности мы собрали анимированный gif из 18 снимков, сделанных с примерно месячным интервалом в период с 1 сентября 2020 г. по 15 января 2022 г. В сентябре 2020 г. видны только накатанные в полупустыне автомобильные колеи, в ноябре они захватывают будущую стартовую позицию, в декабре появляется котлован под газоотводный лоток. В апреле наметились контуры технической зоны и площадки под емкости компонентов топлива, в период с августа по октябрь забетонировали стартовую площадку и стали возводить стартовое сооружение. К концу октября заправочная инфраструктура приобрела законченный вид, а к середине января…

Ход строительства объектов ZQ-2 в 2020-2022 гг.

Впрочем, текущее положение можно проиллюстрировать кадрами высокого разрешения, сделанными 5 ноября 2021 г. и 15 января 2022 г. и размещенными на форуме forum.nasaspaceflight.com . Впечатляет, не правда ли? Особенный шарм последнему снимку придает лежащая в северной части стартовой площадки ракета ZQ-2 характерной окраски – красная птица на белом корпусе. Вероятно, это примерочный экземпляр, а быть может, уже и летный.

Площадка РН ZQ-2 в Цзюцюане. Снимок европейского спутника Sentinel за 15 января 2022 г.

Стартовая площадка крупным планом 15 января 2022 г.

Основными вехами на пути LandSpace к первому пуску ZQ-2, который уже явно не за горами, были следующие:

  • В декабре 2017 г. инженеры компании приступили к испытаниям газогенератора для четырехкамерного рулевого двигателя TQ-11 10-тонного класса;
  • В марте 2018 г. начались испытания камеры сгорания TQ-11;
  • 24-27 сентября 2018 г. на вновь построенном полигоне фирмы были выполнены огневые испытания камеры сгорания с коротким соплом маршевого кислородно-метанового двигателя TQ-12 на уровне тяги 60% от номинала продолжительностью до 20 секунд;
  • В начале января 2019 г. приступили к испытаниям газогенератора TQ-12;
  • 16-18 января 2019 г. прошли испытания газогенератора TQ-11 с продолжительностью работы вплоть до 1000 секунд;
  • 25 марта 2019 г. выполнено огневое испытание TQ-12 в составе турбонасоса, газогенератора, системы запуска, магистралей и клапанов, но без камеры сгорания;
  • К началу мая 2019 г. был собран первый комплектный маршевый двигатель TQ-12 и 13-17 мая проведена первая серия огневых испытаний продолжительностью до 20 секунд;
  • В начале июля 2019 г. продолжительность работы камеры сгорания TQ-11 была доведена до штатных 650 секунд;
  • 22 июля 2019 г. LandSpace отчиталась об успешном 100-секундном прожиге второго, усовершенствованного экземпляра TQ-12 с подтверждением расчетных параметров: тяга на уровне моря 667 кН, удельный импульс на уровне моря 284.5 сек, давление в камере 10.1 МПа;
  • В сентябре 2019 г. состоялось огневое испытание TQ-11 в составе турбонасоса, газогенератора, системы запуска, магистралей и клапанов, но без камер сгорания;
  • 26 октября 2019 г. маршевый двигатель TQ-12 в первый раз отработал полное 200-секундное включение в режиме регулирования тяги;
  • 30 ноября 2019 г. было выполнено огневое испытание рулевого двигателя TQ-11 в штатном четырехкамерном варианте.
  • После вынужденного перерыва на борьбу с эпидемией коронавируса в начале марта 2020 г. была проведена серия испытаний с наращиванием продолжительности – на 10, 100, 750 и 1500 секунд работы;
  • 9-13 мая 2020 г. состоялись три испытания TQ-12 и приводов качания двигателя с задействованием системы управления РН и с отклонением оси двигателя на углы до ±8°;
  • 14 июля 2020 г. выполнено испытание TQ-11 продолжительностью 3000 сек на переохлажденном топливе с целью подтверждения совместимости с системой управления носителя;
  • До конца августа 2020 г. была выполнена обширная программа огневых испытаний двигателей TQ-12 и TQ-11;
  • 13, 15 и 17 ноября были проведены огневые испытания двигательной установки 2-й ступени ZQ-2 в составе маршевого двигателя TQ-12 и рулевого двигателя TQ-11;
  • 29 января 2021 г. компания сообщила об успешном завершении тестов сброса головного обтекателя диаметром 3.35 м и высотой 8.24 м;
  • 23-30 января 2021 г. в порядке подтверждения надежности двигатель TQ-12 в пяти включениях на разных режимах отработал более 2000 секунд, в том числе 400 секунд в последнем прожиге;
  • К началу февраля 2021 г. изготовлена первая двигательная установка 1-й ступени;
  • В марте 2021 г. завершился новый цикл испытаний TQ-11, в ходе которого была достигнута продолжительность прожига 4000 секунд и наработка в 10000 секунд на один экземпляр двигателя и 30000 секунд по всем испытаниям;
  • 31 мая 2021 г. продемонстрирован технологический экземпляр собранной ракеты;
  • 7 июня 2021 г. выполнен тест двигательной установки 2-й ступени по полетной циклограмме – 300 секунд работы маршевого двигателя и 750 секунд работы рулевых;
  • 20 октября 2021 г. проведены вибрационные испытания второй ступени.

Огневые испытания ДУ 2-й ступени РН ZQ-2 27 ноября 2020 г.

Огневые испытания двигателя TQ-12 13 мая 2020 г.

LandSpace располагает значительными средствами для разработки ZQ-2. Уже к сентябрю 2018 г. она привлекла 800 млн юаней (126 млн $) частного финансирования, в ноябре 2018 г. еще 300 млн, в 2019 г. – 600 млн и в сентябре 2020 г. – 1200 млн юаней. Таким образом, инвесторы вложили в создание китайской частной ракеты на кислородно-метановых двигателях как минимум 456 млн $.

Производственная база компании построена в Зоне экономического и технологического развития в г. Хучжоу (провинция Чжэцзян). Огневые испытания двигателей проводятся на собственной базе в горном районе в 20 км юго-западнее Хучжоу.

Автор: Liss 

 

Поделиться в соц. сетях
1301