Interested Article - Super Heavy

Super Heavy ( произн. супер хэви ) — первая ступень сверхтяжелой ракеты SpaceX Starship . Используется в сочетании со Starship , совмещающим функции собственно космического корабля и второй ступени ракеты. По состоянию на 2023 год прототипы проходят летные испытания в Техасе. В апреле 2023 года Super Heavy впервые поднялся в воздух при но был подорван спустя пару минут после запуска.

Конструкция

Первая ступень сверхтяжелой ракеты-носителя имеет высоту 70 м (230 футов), ширину 9 м (30 футов) и состоит из четырёх основных секций: секции двигателя, топливного бака, кислородного бака и промежуточной ступени . Илон Маск заявил, что окончательный проект будет иметь сухую массу от 160 т (350 000 фунтов ) до 200 т (440 000 фунтов ), с резервуарами весом 80 т (180 000 фунтов ) и промежуточной ступенью 20 т (44 000 фунтов ) .

Топливные баки

Топливный бак на Super Heavy разделен общей перегородкой, аналогичной тем, которые используются на ступенях S-II и S-IVB ракеты Saturn V . К кислородному баллону прикреплены четыре скулы. Они защищают ёмкости, размещённые на борту, а также обеспечивают подъемную силу во время полета .

Сообщается, что баки ракеты-носителя вмещают 3600 т (7 900 000 фунтов ) топлива, включая 2800 т (6 200 000 фунтов ) жидкого кислорода и 800 т (1 800 000 фунтов ) жидкого метана .

Однако современные прототипы ступени могут вмещать только 3400 т (7 500 000 фунтов ) топлива.

Двигатели

На ускорители установлено 33 двигателя Raptor , которые расположены тремя концентрическими кольцами. Внешнее кольцо из 20 двигателей имеет конфигурацию «Raptor Boost», в которой для экономии веса отсутствуют карданные приводы. На полной мощности все двигатели создают совокупную тягу 75,9 МН (17 100 000 фунтов ). Однако Raptor 3 может увеличить тягу до 90 МН (20 000 000 фунтов ) на уровне моря.

Промежуточная ступень

Промежуточная ступень также оснащена четырьмя решетчатыми рулями с электроприводом, каждая массой 3 т (6600 фунтов). В отличие от Falcon 9 , рули не убираются и остаются выдвинутыми во время подъёма. Во время полета без двигателя в космическом вакууме управление обеспечивается двигателями на холодном газе.

Промежуточная ступень также имеет выступающие точки крепления, расположенные между решетчатыми рулями. Они позволяют поднимать или захватывать ракету-носитель пусковой башней.

После первого испытательного полета Starship все ускорители имеют дополнительную промежуточную ступень высотой 1,8 м для обеспечения . Она содержит защитный купол, защищающий верхнюю часть Super Heavy от двигателей второй ступени. По заявлениям Илона Маска, это изменение может привести к увеличению полезной нагрузки на низкую околоземную орбиту на 10 %.

План полета

Примерно за час тридцать семь минут до полета ракета-носитель начинает загрузку топлива. На отметке Т — 19:40 начинается охлаждение двигателя на гидроусилителе. Это необходимо для защиты турбонасосов двигателя от термического удара. За три секунды до полета начинается последовательность запуска тридцати трех двигателей. После старта двигатели работают в течение 169 секунд, после чего 30 двигателей выключаются, оставляя только три центральных двигателя с тягой 50 %. Корабль запускает свои двигатели, при этом оставаясь прикрепленным к ускорителю, и отделяется, в то время как ускоритель вращается для манёвра возвращения. В режиме Boostback используются 13 центральных двигателей, и он длится 54 секунды. Примерно через семь минут до полета двигатели снова запускаются, и ракета-носитель подхватывается парой механических рычагов.

Разработка и испытания

Испытания первой ступени проводятся на космодроме Starbase в Бока-Чика , Техас.

Опытный образец	Дата	Место испытания	Вид испытания	Результат
Test Tank BN2.1	18 июня 2021	Бока-Чика, Техас	Криогенный тест	Успех
Test Tank BN2.1	Тестовый бак прототипа ускорителя Super Heavy предназначен для проверки на прочность сварных соединений под давлением при низких температурах. 9 июня 2021 года бак успешно прошёл первичное криогенное испытание. Второе испытание 18 июня 2021 года с использованием гидравлических имитаторов тяги двигателей также было успешно
Super Heavy B3	19 июля 2021	Бока-Чика, Техас	Огневые испытания	Успех
Super Heavy B3	2 июля 2021 года прототип ускорителя Super Heavy 3 был установлен на надстроенный стартовый стол А для проверки конструкции посредством наземных испытаний . 8 июля 2021 года прототип прошёл проверку на герметичность газообразным азотом, а 12 июля криогенные испытания на давление жидким азотом. На ускоритель установлены три центральных двигателя RC57, 59, и 62 . Один из них — до криогенных испытаний, остальные — после. 19 июля 2021 года впервые был произведён полноценный запуск трёх двигателей . Далее, в зависимости от прогресса строительства 4-го ускорителя, возможно проведение дополнительных огневых испытаний 3-го ускорителя с использованием девяти двигателей

См. также

Список первых ступеней ракеты Falcon 9

Примечания

Jackie Wattles,Ashley Strickland. (англ.) . CNN (20 апреля 2023). Дата обращения: 14 мая 2023. 21 апреля 2023 года.
(англ.) . Gizmodo (6 августа 2021). Дата обращения: 14 мая 2023. 11 января 2022 года.
↑ Trevor Sesnic. (амер. англ.) . Everyday Astronaut (11 августа 2021). Дата обращения: 14 мая 2023. 12 августа 2021 года.
Beyer, Jack . NASAspaceflight. Дата обращения: 26 апреля 2023. 26 апреля 2023 года.
Chris Bergin. (англ.) . nasaspaceflight.com (3 июля 2021). Дата обращения: 11 июля 2021. 11 июля 2021 года.
Elon Musk. (англ.) . @elonmusk (30 июня 2021). Дата обращения: 11 июля 2021. 25 июля 2021 года.
Chris Bergin. (англ.) . nasaspaceflight.com (19 июля 2021). Дата обращения: 20 июля 2021. 12 августа 2021 года.
Tariq Malik. (англ.) . space.com (20 июля 2021). Дата обращения: 20 июля 2021. 3 августа 2021 года.
Elon Musk. (англ.) . twitter.com (20 июля 2021). — «Full test duration firing of 3 Raptors on Super Heavy Booster!» Дата обращения: 20 июля 2021. 20 июля 2021 года.
Elon Musk. (англ.) (20 июля 2021). — «Depending on progress with Booster 4, we might try a 9 engine firing on Booster 3». Дата обращения: 20 июля 2021. 22 июля 2021 года.