Насколько важен головной обтекатель

Любую, абсолютно любую ракету, военную или гражданскую, атмосферную или космического назначения, венчает головной обтекатель. Его конструкция чрезвычайно важна и значима, ведь кроме защитной оболочки для полезной нагрузки его функции состоят в уменьшении аэродинамического сопротивления всего ракетоносителя и защите выводимого космического аппарата от теплового воздействия. Здесь мы поговорим об головных обтекателях для гражданских ракетоносителей космического назначения.

Головной обтекатель BCSC для РКН "Зенит"
Головной обтекатель BCSC для РКН "Зенит"

Главная функция

Поскольку каждый килограмм (абсолютная правда) в космосе на счету, как и любой конструктивный элемент ракеты, головной обтекатель должен работать максимально эффективно и весить как можно меньше, при этом обладая необходимыми прочностными характеристиками. Сегодня многими ракетно-космическими компаниями в совершенстве отработана технология производства обтекателей с использованием композитных материалов, армированных углеродных волокон, прогрессивных алюминиевых сплавов. Именно такие изделия производят такие фирмы, как например американские BOEING (космическое подразделение компании BСSC или SpaceX). А европейская компания RUAG производит головные обтекатели для французских Ariane.

Как устроен головной обтекатель

Как правило, головной обтекатель состоит из двух одинаковых частей, которые подобно грецкому ореху сбрасываются с блока полезной нагрузки (космического аппарата) сразу после его вывода на переходную земную орбиту, когда аэродинамический поток практически не оказывает влияния на траекторию полёта. Отделить от космического аппарата головной обтекатель помогает система разделения. Именно благодаря её все конструктивные элементы, выполнившие свое функциональное предназначение, безопасно для полезной нагрузки и траектории выведения отделяются от спутника.

Инкапсуляция космического аппарата

Процесс помещения полезной нагрузки в головной обтекатель очень ответственная операция, которая называется инкапсуляцией. Всегда выполняется в стерильном помещении и в стерильных условиях. После помещения космического аппарата внутрь, спутник до момента его доставки на околоземную орбиту, совершенно изолирован от окружающей среды. Таким образом, устройство призвано защитить космический аппарат и на этапе подготовки спутника, и на этапе доставки.

Производство

Что касается самого процесса производства головных обтекателей, то это достаточно длительный и трудоемкий процесс, в котором применяются специальные автоклавы для работы с композитными материалами. Произведённый цикл одного обтекателя может занимать до 6 месяцев. Как и любой компонент ракетной техники, головной обтекатель проходит тщательные проверки по окончанию его производства, ведь именно от него в первую очередь зависит сохранность дорогостоящего космического аппарата.

Еще одна техническая особенность обтекателя космической ракеты – его полная радио прозрачность. Для получения телеметрии и управления как ракетоносителем, так и космическим аппаратом, необходимо стабильное поступление двухсторонней радиосвязи, а значит ничто не должно явится преградой между центром управления и самим спутником.

Сегодня тенденции по доставке полезных грузов на орбиту таковы, что масса и размеры космических аппаратов постоянно изменяются в сторону увеличения, что накладывает дополнительные требования по безопасности для обтекателя. И хотя период эффективной эксплуатации головного обтекателя ограничен, как правило, несколькими десятками секунд, от этого его значимость нисколько не уменьшается.

А помимо космических объектов, головной обтекатель используется и на самолетах, и на земле у транспортных средств, которым необходимо максимально уменьшить аэродинамическое сопротивление, и даже под водой – для глубоководных аппаратов, с той же целью.

Стоимость головного обтекателя

В завершении отмечу, что несмотря на кажущуюся простоту («что там сложного – просто оболочка»), головной обтекатель современного ракетоносителя – высокотехнологичное и дорогостоящее изделие. Его стоимость в зависимости от производителя может доходить от 3 до 10 миллионов долларов США.