Ангара (семейство ракет-носителей)

«Ангара́» — семейство российских унифицированных ракет-носителей (РН) с кислородно-керосиновыми двигателями, включающее в себя носители от лёгкого до тяжёлого классов — в диапазоне грузоподъёмностей от 3,5 («Ангара-1.2») до 38 тонн («Ангара-А5В») на низкой околоземной орбите.

Макеты различных компоновок ракет-носителей «Ангара» на МАКС-2009

Варианты компоновки

Головной разработчик и производитель РН семейства «Ангара» — Государственный космический научно-производственный центр имени М. В. Хруничева, второй производитель изделий — ПО «Полёт». «Ангара» имеет модульную конструкцию: различные варианты реализуются с помощью различного числа универсальных ракетных модулей (УРМ, из них УРМ-1 — для первой ступени, УРМ-2 — для второй и третьей), длина УРМ составляет 25,1 м, диаметр — 2,9 м, масса с заправленным топливом — 149 тонн. УРМ комплектуется кислородно-керосиновым двигателем РД-191. Разработана в СССР в 1983 году для вывода «Бурана» на орбиту^[что?].

Цели создания комплекса

После распада СССР космодром «Байконур», с которого осуществлялись запуски тяжёлых ракет-носителей «Протон» и «Энергия», оказался за пределами Российской Федерации. Возникла необходимость создания комплекса ракеты-носителя тяжёлого класса, все элементы которого изготавливались бы из российских комплектующих на российской производственной базе, а пуски осуществлялись с космодромов, расположенных на территории страны. Подробнее:

1. России был необходим ракетный комплекс, способный выводить на геостационарную орбиту полезные нагрузки со своей территории (космодром «Плесецк», возможный вариант — космодром «Восточный»).
2. Из соображений стратегической безопасности комплекс должен быть полностью спроектирован и изготовлен кооперацией российских предприятий, находящихся на территории страны.
3. Требовалось заменить токсичное топливо. Обычно в качестве топлива для «тяжёлых» РН (в СССР / РФ) использовался гептил, обладающий высокой токсичностью. В «Ангаре» используется экологически чистое топливо нафтил на основе керосина, а в качестве окислителя — жидкий кислород. Такая ракета более безопасна и не имеет соответствующих ограничений по траекториям запуска.
4. Модульность позволяет упростить доставку готового изделия по железной дороге к месту старта. Модульная концепция построения позволяет создать целое семейство РН: лёгкого класса (на базе 1-го модуля первой ступени с массой полезной нагрузки на низкой околоземной орбите 1,5 т), тяжёлого (до 35 т, состоящего из 7 универсальных ракетных модулей в составе первой ступени).
5. Полезная нагрузка «Ангары А5» — до 26 тонн, что больше, чем у «Протона». Это позволит вывести с космодрома Плесецк на геостационарную орбиту полезную нагрузку такой же массы, как и с космодрома Байконур при помощи «Протона-М».

В создания «Ангара» может создать на основе УРМ единую замену для большинства существующих типов ракет-носителей, созданных в СССР:

• «Ангара А5» и «Ангара А7» вместо «Протона» (топливо на основе высококипящих ядовитых компонентов)
• «Ангара А3» вместо «Зенита-2» (производился на Украине только для проекта морской/наземный старт, фактически производство остановлено после 2013 года)
• «Ангара А1.2» вместо «Циклона-2/3» (снят с производства на Украине)
• «Ангара А1.1» вместо «Космоса-3М» (топливо на основе высококипящих ядовитых компонентов, снят с производства в 90-х).

Без замены оставалось бы только семейство ракет-носителей типа Р-7 («Союз»/«Молния») и легкие конверсионные носители на базе МБР. Методология создания унифицированного ряда ракет-носителей стала основой докторской диссертации первого заместителя генерального директора ГКНПЦ им. Хруничева А. А. Медведева, защищённой в 1999 году (в 2001 году А. А. Медведев был назначен генеральным директором). Кроме того, имелись основания полагать, что со временем значительная часть нагрузок РН «Союз» должна мигрировать на более высокий уровень и перейти на РН «Ангара-А3».

Модификации

• «Ангара-1.2» — РН лёгкого класса (из одного УРМ на РД-191).

• «Ангара-А3» — РН среднего класса (из трёх УРМ на РД-191).

• «Ангара-А5» — РН тяжёлого класса (из пяти УРМ на РД-191).

• «Ангара-А5М» — РН тяжёлого класса (из пяти УРМ на РД-191М).

• «Ангара-А5В» — РН тяжёлого класса повышенной грузоподъемности (из пяти УРМ на РД-191М).

Хронология разработки

Центр им. Хруничева приступил к разработке многоразовой ступени для ракеты лёгкого класса «Ангара-1.2» 9 января 2018 года.

• 3 августа 1992 года на основании решения научно-технического совета Военно-космических сил по вопросу «Средства выведения: состояние и перспективы их модернизации и развития» и постановления Правительства Российской федерации от 15 сентября 1992 года был объявлен конкурс на проектирование и создание КРК (космического ракетного комплекса) тяжёлого класса. В конкурсе приняли участие РКК «Энергия» им. академика С. П. Королёва, ГКНПЦ им. М. В. Хруничева и ГРЦ «КБ им. академика В. П. Макеева», которые представили на рассмотрение специально образованной межведомственной экспертной комиссии несколько вариантов ракет-носителей.
• В августе 1994 года конкурс выиграл вариант, предложенный ГКНПЦ им. М. В. Хруничева. Эта же организация была назначена головным разработчиком комплекса. Отвергнутое предложение РКК «Энергия» в дальнейшем стало основой для разработки семейства ракет-носителей «Русь-М».
• Указом Президента РФ от 6 января 1995 года «О разработке КРК Ангара» работы по созданию ракетного комплекса «Ангара» определены как работы особой государственной важности. В марте вышел приказ Министерства обороны РФ по этому комплексу.
• 26 августа 1995 года вышло постановление Правительства РФ, определившее этапность создания комплекса «Ангара», утвержден генеральный план-график создания комплекса, объёмы его финансирования, а также кооперацию соисполнителей. В постановлении был определён срок начала лётных испытаний комплекса — 2005 год и место — УСК (площадка № 35) космодрома «Плесецк» (недостроенный стартовый комплекс РН «Зенит»), а в перспективе предусматривалось использование для пусков РН «Ангара» с космодрома «Свободный». Принятый к разработке проект предусматривал создание двухступенчатой ракеты-носителя пакетной компоновки баков с последовательной работой ступеней с использованием в качестве окислителя жидкого кислорода, а в качестве горючего на первой ступени керосина, на второй — жидкого водорода. Баки горючего располагались вокруг баков окислителя. Такая схема неофициально называлась «чебурашкой», поскольку визуально расположенные по бокам большие баки горючего напоминали уши мультипликационного персонажа. Двигателем 1-й ступени был принят РД-171, созданный для РН Зенит. Двигатель 2-й ступени — РД-0120, использованный ранее на центральном блоке РН «Энергия». Стартовая масса РН — 640 тонн, масса полезной нагрузки, выводимой на низкую околоземную орбиту с наклонением 63° (с космодрома «Плесецк») — 24,5 тонны. Выбор двигателя РД-171 позволял использовать для запуска стартовые комплексы РН Зенит, в частности дооборудовать соответствующие недостроенные стартовые комплексы на космодроме Плесецк. Соисполнителями по отдельным частям и системам были установлены:

1. НПО «Энергомаш» (Химки) — по двигателям 1-й ступени;
2. ГРЦ КБ им. В. П. Макеева — по топливным бакам (впоследствии исключён);
3. КБ Химавтоматика (Воронеж) — по двигателям 2-й ступени;
4. РКК «Энергия» (Королёв) — по всей конструкции 2-й ступени (впоследствии исключена);
5. КБ транспортного машиностроения (ЦЭНКИ НИИСК, Москва) — по наземному стартовому комплексу;
6. НИИ ХИММАШ (ныне ФКП «НИЦ РКП») — по наземной отработке космического ракетного комплекса.

• В марте 1997 года руководство ГКНПЦ им. М. В. Хруничева предложило кардинально пересмотреть принятый в 1995 году вариант РН «Ангара». Постепенно стала вырисовываться нынешняя схема на базе универсальных ракетных модулей и с использованием керосина в качестве горючего на всех ступенях. Без проведения нового конкурса и научно-технического совета решением главы Росавиакосмоса Ю. Н. Коптева и с согласия Министерства обороны РФ новая схема была принята к разработке, а РКК «Энергия» и ГРЦ им. Макеева были исключены из состава соисполнителей.
• В декабре 2007 года завершились трёхмесячные испытания РН в подмосковном НИИ химического машиностроения.
• В сентябре 2008 года в ФКП «НИЦ РКП» (бывший НИИ ХИММАШ, город Пересвет Сергиево-Посадского района Московской области) доставлен УРМ-2 ракеты-носителя «Ангара» для проведения огневых испытаний. Намеченные мероприятия являются частью обязательного цикла подготовки создаваемой ракетно-космической техники.
• 29.04.2009 в ФКП «НИЦ РКП» была проведена первая серия холодных испытаний УРМ-1, в которой в бак окислителя заправлялось около 100 тонн жидкого кислорода. Целью испытаний являлась комплексная отработка пневмогидросистем питания двигателя и алгоритмов управления ими на натурном криогенном компоненте топлива — жидком кислороде.
• 18.06.2009 в ФКП «НИЦ РКП» состоялись вторые холодные испытания с использованием обоих компонентов топлива. На этом этапе была проведена комплексная проверка работоспособности пневмогидросистемы питания в стендовых условиях при «холодных» проливках баков окислителя и горючего.
• 30.07.2009 в ФКП «НИЦ РКП» на стенде ИС-102 проведены огневые испытания модуля УРМ-1 РН «Ангара».
• 26.11.2009 в ФКП «НИЦ РКП» завершены огневые испытания модуля УРМ-1 РН «Ангара».
• 18.11.2010 в ФКП «НИЦ РКП» успешно проведены огневые стендовые испытания универсального ракетного модуля УРМ-2 РН «Ангара». Основная цель огневого стендового испытания — комплексная проверка и подтверждение работоспособности пневмогидросистем изделия в стендовых условиях при совместной работе с двигателем РД-0124А-И с воспроизведением режимов работы двигательной установки по циклограмме полёта. Огневые стендовые испытания являются заключительным этапом наземной отработки УРМ-2 перед лётными испытаниями.
• 23.05.2011 межведомственной комиссией, образованной совместным решением Космических войск Министерства обороны РФ и Федерального космического агентства, подписан акт, в котором констатировано, что двигатель РД-191 успешно завершил стадию наземной отработки и пригоден для использования в составе семейства ракет-носителей «Ангара».
• В апреле 2012 года Центр судоремонта «Звёздочка» успешно провёл заводские испытания первого транспортно-установочного агрегата лёгкого класса (вес 197 тонн) из двух для стартовых комплексов РН «Ангара». Оборудование предназначено для транспортировки и установки ракет лёгкого и тяжёлого классов на старте.
• В октябре 2012 года завершились зачётные испытания элементов конструкции ракеты-носителя «Ангара». В ФКП «НИЦ РКП» (п. Реммаш) успешно завершились зачётные испытания на криостатическую прочность элементов конструкции перспективной ракеты-носителя «Ангара» (изделие А5А2С — сборка № А13) изготовления ГКНЦП. Целью испытаний сборки № А13 было подтверждение прочности отсеков ускорителя III ступени РН, а также отдельных узлов конструкции «Ангары» 3А и 5А.
• Универсальный ракетный модуль УРМ-1 трижды — в 2009, 2010 и 2013 годах — проходил лётные испытания в составе ракеты-носителя KSLV-1 в качестве первой ступени.
• По заключению Счётной палаты Российской Федерации средства, вложенные в проект за два десятилетия, многократно подняли цену этого пока ещё не готового носителя.
• В конце августа 2015 года НПО «Энергомаш» приступило к созданию модернизированной версии двигателя РД-191М, который будет применяться на «Ангаре-А5В» и «Ангаре-А5П» и будет на 10-15 % мощнее предшественника. Первый этап выпуска проекта завершён в сентябре 2015 года.
• В январе 2018 года в ГКНПЦ им. Хруничева заявили о возобновлении работ по созданию многоразовой версии. В «Роскосмосе» и ОКБ Мясищева подтвердили информацию о проведении работ.
• 26 июня 2018 года в Москве прошла научно-практическая конференция «Основные задачи и перспективы развития госкорпорации „Роскосмос“». На ней Дмитрий Рогозин заявил, что лётные испытания семейства новейших российских ракет-носителей «Ангара» завершатся после шести пусков.
• В 2018 году после продувки макета в аэродинамической трубе ЦАГИ в конструкцию ракеты-носителя «Ангара-А5» были внесены изменения.
• 1 апреля 2019 года глава Роскосмоса Дмитрий Рогозин сообщил СМИ, что «Ангару-А3» не будут создавать, поскольку разрабатываемый «Союз-5 (Иртыш)» имеет ту же грузоподъемность на НОО — 17 тонн, а предприятиям-изготовителям «Ангары» и «Союза» (Центр им. Хруничева и РКЦ «Прогресс» соответственно) не следует дублировать носители. 11 апреля Рогозин во время пресс-конференции Роскосмоса уточнил, что «Ангара-А3» не только никогда не проектировалась, но её даже не планировали когда-либо создавать, поскольку долгое время существовал носитель «Зенит-2», а после российско-украинского кризиса 2014 года было принято решение заменить его «Союзом-5».
• 24 сентября 2019 года, по словам генерального конструктора КБ «Салют» Сергея Кузнецова, было принято решение изготавливать специальные ложементы-переходники для стыковки нового шаробаллона, создаваемого взамен старого украинского, с посадочным местом.

Передача производства из Москвы в Омск

Центр им. Хруничева в 2017 году принял решение наладить производство «Ангары» в омском ПО «Полёт», поскольку носитель создается по отличным от производства «Протона» технологиям, например, для «Протонов» используется аргонно-дуговая сварка и все технологические цепочки построены вокруг этого. В Омске внедрена фрикционная сварка. Кроме того, с точки зрения эффективности транспортной логистики Омский завод расположен наиболее оптимально — практически на одинаковом расстоянии от космодромов «Плесецк» и «Восточный».

ПО «Полёт» вошло в состав Центра им. Хруничева в 2007 году. Первый этап реконструкции и модернизации ПО «Полёт» был начат в 2009 году, на этой стадии инвестиции составляли 6 млрд рублей (по другим данным — 7 млрд рублей).

До 2015 года в Омске изготавливались топливные баки для УРМов.

• 2015 год — принято решение о размещении на территории омского завода «Полёт» производства ракеты «Ангара».

• 10 мая 2016 года источник в ракетно-космической отрасли сообщил СМИ, что изготовление и проверка центрального и боковых блоков для второго летного экземпляра «Ангары-А5» задерживается на три месяца (с марта до июня) из-за проблем с производством и испытаниями на ПО «Полёт». По его словам, причиной отставания от графика стала задержка с поставкой комплектующих, а также наладка производства в Омске, длительный срок проверок и отсутствие некоторого оборудования для тестирования.
• 2 августа 2016 года губернатор Омской области Виктор Назаров сообщил СМИ, что в сентябре 2016 года будет запущен цех, на котором будет полностью производиться сборка «Ангары».
• Также, 26 августа 2016 года губернатор сообщил, что ПО «Полёт» с 2020 года станет единственным в России центром по производству ракетных модулей для «Ангары», производя до 100 УРМов в год. В модернизацию производства ПО «Полёт» Центром им. Хруничева уже было вложено 7 млрд рублей.

• 10 октября 2017 года исполняющий обязанности гендиректора Центра им. Хруничева Алексей Варочко сообщил СМИ, что омский филиал имеет заказ на производство 10 ракет «Ангара» по линии Минобороны России. 11 октября Министерство промышленности, транспорта и инновационных технологий Омской области подтвердило это информацию, уточнив, что госзаказ рассчитан на период 2018—2025 годов и предусматривает сборку двух вариантов носителя — «Ангары-1.2» и «Ангары-А5».

• По состоянию на начало 2018 года силами Центра им. Хруничева и ЦНИИМаш проводились вибро-прочностные испытания одного из универсальных ракетных модулей УРМ-1 для первой ступени «Ангары-А5», они начались в конце 2017 года.
• 17 июля 2018 года глава Роскосмоса Дмитрий Рогозин сообщил СМИ, что cерийное производство ракет-носителей «Ангара» начнется на омском ПО «Полёт» с 2023 года. Туда переедет всё производство, а в Москве Центр Хруничева будет трансформирован в конструкторское бюро.

• 22 марта 2019 года Роскосмоса Дмитрий Рогозин объявил, что с 2023 года будет выпускаться не менее 8 РН «Ангара-А5» в год, запуски будут совершаться с «Восточного».
• 22 июня 2019 года глава Центра им. Хруничева Алексей Варочко сообщил СМИ, что с этого года ПО «Полёт» начнет изготавливать полностью готовые блоки первой ступени «Ангары».
• 23 июня 2019 года глава Роскосмоса Дмитрий Рогозин объявил, что с 2022 года ПО «Полёт» будет ежегодно производить по четыре ракеты-носителя «Ангара-А5», а с 2024 года — не менее 8 тяжёлых и 2 лёгких ракет-носителей ежегодно.
• 3 октября 2019 года глава Роскосмоса Дмитрий Рогозин сообщил СМИ, что ПО «Полёт» в 2023 году выпустит 4 ракеты «Ангара-А5», с 2024 года предприятие будет выпускать по 8 ракет «Ангара-А5» и по 2 ракеты «Ангара-1.2» ежегодно.
• 6 ноября 2019 года глава «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин сообщил СМИ, что первая произведённая на омском предприятии «Полёт» пилотируемая ракета-носитель «Ангара-А5П» ожидается к 2024 году.