Титан IIIC: Американская ракета-носитель для военных целей.

Введение

Titan IIIC — одноразовая ракетно-космическая система, использовавшаяся Военно-воздушными силами США с 1965 по 1982 год. Она стала первой ракетой-носителем семейства «Титан», оснащенной крупными твердотопливными ускорителями, и предназначалась для запуска космического самолета Dyna Soar, однако программа с самолетом была закрыта до первого полета. Большая часть полезной нагрузки ракеты-носителя состояла из спутников Министерства обороны, предназначенных для военных коммуникаций и систем раннего предупреждения, хотя один запуск (ATS 6) был осуществлен NASA. Запуски Titan IIIC производились исключительно с мыса Канаверал, в то время как её модификация, Titan IIID, запускалась только с базы Ванденберг.

История

Семейство ракет "Титан" было создано в октябре 1955 года, когда ВВС США заключили контракт с компанией Glenn L. Martin Company (позже Martin Marietta, а ныне Lockheed Martin) на создание межконтинентальной баллистической ракеты (SM 68). Она получила название Titan I, первая двухступенчатая МБР в стране, и заменила МБР Atlas как вторую подземную, вертикально хранимую МБР на базе шахтной пусковой установки. Обе ступени Titan I использовали керосин (RP-1) и жидкий кислород (LOX) в качестве топлива. Последующая версия семейства "Титан", Titan II, была аналогична Titan I, но значительно мощнее. Обозначенная как LGM-25C, Titan II была самой большой ракетой ВВС США на тот момент и работала на аэрозине 50 и тетраоксиде азота (NTO) вместо RP-1 и LOX. Семейство Titan III состояло из усовершенствованной основной ступени Titan II с твердотопливными ускорителями или без них, а также различных верхних ступеней. Все ракеты "Титан" (IIIC, IIID, IIIE, 34D и IV), оснащенные твердотопливными ракетными двигателями (SRM), запускались только с работающими SRM на старте, а основная ступень активировалась на T+105 секунд, незадолго до отделения SRM. Titan IIIA (ранний испытательный вариант, запущенный в 1964–1965 гг.) и IIIB (запускались с 1966 по 1987 гг. с верхней ступенью Agena D в стандартной и удлиненной модификациях) не имели SRM. Ракеты-носители Titan III обеспечивали гарантированную надежность и гибкость при запуске полезных нагрузок большого класса. Все ракеты Titan II/III/IV оснащались специальной системой обеспечения безопасности, известной как Система уничтожения при нештатном разделении (ISDS), которая активировалась и уничтожала первую ступень в случае преждевременного разделения второй ступени. Ракеты "Титан", несущие твердотопливные ускорители (SRB) (Titan IIIC, IIID, 34D и IV), имели вторую ISDS, состоящую из нескольких строп, прикрепленных к SRM, которые приводили в действие и автоматически уничтожали их в случае преждевременного отделения от основной ступени; "уничтожение" заключалось в основном в разрыве корпусов для сброса давления внутри и прекращения тяги. В ходе эксплуатации "Титанов" ISDS несколько раз использовалась. Еще одним незначительным изменением ракет "Титан", оснащенных SRM, было закрытие двигателей первой ступени вместо открытой ферменной конструкции на Titan II/IIIA/IIIB. Это было сделано для защиты двигателей от тепла выхлопных газов SRM. SRM для Titan III/IV имели фиксированное сопло, а для управления креном на каждом двигателе устанавливался небольшой бак с тетраоксидом азота. Он впрыскивался в выхлопную струю SRM для отклонения ее в нужном направлении. Поскольку IIIC в основном состояла из проверенного оборудования, проблемы с запуском обычно были связаны только с верхними ступенями и/или полезной нагрузкой. Второй запуск в октябре 1965 года закончился неудачей, когда Transtage получила утечку окислителя и не смогла вывести свою полезную нагрузку (несколько небольших спутников) на правильную орбиту. Третий запуск в декабре испытал аналогичную неудачу. Четвертый запуск IIIC был использован для вывода на орбиту LES-4 (экспериментальный спутник Lincoln 4). Это был экспериментальный спутник связи ВВС США, запущенный вместе с OV2-3, LES-3 и Oscar-4 с мыса Канаверал на борту одной ракеты Titan 3C. Он осуществлял передачу в X-диапазоне. Пятый Titan IIIC (26 августа 1966 года) потерпел неудачу вскоре после запуска, когда начали отрываться части обтекателя полезной нагрузки. Примерно через 80 секунд остальная часть обтекателя разрушилась, что привело к потере управления ракетой-носителем и полезной нагрузкой (группа спутников IDCSP, предназначенных для обеспечения радиосвязи для армии США во Вьетнаме). ISDS активировалась автоматически, когда один из SRM отделился от связки и уничтожил всю ракету-носитель. Точная причина разрушения обтекателя не была установлена, но стекловолоконные обтекатели полезной нагрузки, использовавшиеся на Titan III до этого момента, впоследствии были заменены металлическими. В ноябре 1970 года Titan IIIC не смог вывести свой спутник раннего предупреждения о ракетном нападении на правильную орбиту из-за отказа Transtage, а запуск в 1975 году двух военных спутников связи DSCS II закончился тем, что они остались на низкой околоземной орбите из-за другого отказа Transtage. 25 марта 1978 года запуск двух спутников DSCS II закончился в Атлантическом океане, когда вышел из строя гидравлический насос второй ступени Titan, что привело к отключению двигателя примерно через 470 секунд после запуска. Была отправлена команда на уничтожение от группы обеспечения безопасности полетов, но было неясно, была ли она получена ступенью или она уже разрушилась к этому моменту. Первый Titan IIIC был запущен 18 июня 1965 года и был самой мощной ракетой-носителем, используемой ВВС, пока не был заменен Titan 34D в 1982 году. Последний IIIC был запущен в марте 1982 года.

The Titan rocket family was established in October 1955 when the Air Force awarded the Glenn L. Martin Company (later Martin Marietta and now Lockheed Martin) a contract to build an intercontinental ballistic missile (SM 68). It became known as the Titan I, the nation's first two stage ICBM, and replaced the Atlas ICBM as the second underground, vertically stored, silo based ICBM. Both stages of the Titan I used kerosene (RP 1) and liquid oxygen (LOX) as propellants. A subsequent version of the Titan family, the Titan II, was similar to the Titan I, but was much more powerful. Designated as LGM 25C, the Titan II was the largest USAF missile at the time and burned Aerozine 50 and nitrogen tetroxide (NTO) rather than RP 1 and LOX. The Titan III family consisted of an enhanced Titan II core with or without solid rocket strap on boosters and an assortment of upper stages. All Solid Rocket Motor (SRM) equipped Titans (IIIC, IIID, IIIE, 34D, and IV) launched with only the SRMs firing at liftoff, the core stage not activating until T+105 seconds, shortly before SRM jettison. The Titan IIIA (an early test variant flown in 1964–65) and IIIB (flown from 1966 to 1987 with an Agena D upper stage in both standard and extended tank variants) had no SRMs. The Titan III launchers provided assured capability and flexibility for launch of large class payloads. All Titan II/III/IV vehicles contained a special range safety system known as the Inadvertent Separation Destruction System (ISDS) that would activate and destroy the first stage if there was a premature second stage separation. Titans that carried Solid Rocket Boosters (SRBs) (Titan IIIC, IIID, 34D, and IV) had a second ISDS that consisted of several lanyards attached to the SRBs that would trigger and automatically destroy them if they prematurely separated from the core, said "destruction" consisting mainly of splitting the casings open to release the pressure inside and terminate thrust. The ISDS would end up being used a few times over the Titan's career. Another slight modification to SRB equipped Titans was the first stage engines being covered instead of the open truss structure on the Titan II/IIIA/IIIB. This was to protect the engines from the heat of the SRB exhaust. Titan III/IV SRBs were fixed nozzle and for roll control, a small tank of nitrogen tetroxide was mounted to each motor. The would be injected into the SRB exhaust to deflect it in the desired direction. As the IIIC consisted of mostly proven hardware, launch problems were generally only caused by the upper stages and/or payload. The second launch in October 1965 failed when the Transtage suffered an oxidizer leak and was unable to put its payload (several small satellites) into the correct orbit. The third launch in December experienced a similar failure. The fourth IIIC launch was used to send the LES 4 (Lincoln Experimental Satellite 4) into orbit. It was a US Air Force experimental communications satellite launched along with OV2 3, LES 3, and Oscar 4 from Cape Canaveral aboard a single Titan 3C rocket. It transmitted in X band. The fifth Titan IIIC (August 26, 1966) failed shortly after launch when pieces of the payload fairing started breaking off. Around 80 seconds, the remainder of the shroud disintegrated, causing loss of launch vehicle control as well as the payload (a group of IDCSP satellites intended to provide radio communication for the US Army in Vietnam). The ISDS activated automatically when one of the SRBs broke away from the stack and destroyed the entire launch vehicle. The exact reason for the shroud failure was not determined, but the fiberglass payload shrouds used on the Titan III up to this point were replaced with a metal shroud afterwards. A Titan IIIC in November 1970 failed to place its missile early warning satellite in the correct orbit due to a Transtage failure and a 1975 launch of two DSCS II military communication satellites left in LEO by another Transtage failure. On March 25, 1978, a launch of two DSCS II satellites ended up in the Atlantic Ocean when the Titan second stage hydraulic pump failed, resulting in engine shutdown approximately 470 seconds after launch. The Range Safety destruct command was sent, but it was unclear if the stage received it or if it had already broken up by that point. The first Titan IIIC flew on June 18, 1965, and was the most powerful launcher used by the Air Force until it was replaced by the Titan 34D in 1982. The last IIIC was launched in March 1982.

Дизайн

Titan IIIC весил около 300 тонн при взлете и состоял из двухступенчатого основного блока и верхней ступени, называемой Titan Transtage, обе работающие на гиперголическом жидком топливе, а также двух больших твердотопливных ракетных двигателей UA1205. Твердотопливные двигатели зажигались на земле и обозначались как "нулевая ступень". Каждый двигатель состоял из пяти сегментов и имел диаметр 3 метра, длину 26 метров и вес около 100 тонн. Они создавали суммарную тягу на уровне моря и горели примерно 115 секунд. Отделение твердотопливных двигателей происходило примерно через 116 секунд. Первая ступень основного блока зажигалась примерно за 5 секунд до отделения твердотопливных двигателей. Эта ступень, получившая обозначение Titan 3A 1, была оснащена двигателем Aerojet LR 87 AJ9 с двумя соплами, который сжигал около 50 тонн Aerozine 50 и тетраоксида азота (NTO) и создавал тягу в течение 147 секунд. Aerozine 50 и NTO хранились в структурно независимых баках, чтобы минимизировать риск их смешивания в случае утечки в любом из баков. Вторая ступень основного блока, Titan 3A 2, содержала около 400 тонн топлива и приводилась в действие одним двигателем Aerojet LR 91 AJ9, который работал в течение 145 секунд. Верхняя ступень, Titan Transtage, также работала на Aerozine 50 и NTO. Ее два двигателя Aerojet AJ 10 138 были многократно запускаемыми, что обеспечивало гибкость орбитальных операций, включая коррекцию орбиты, переход на геостационарную орбиту и выход на нее, а также вывод на разные орбиты нескольких полезных нагрузок. Это требовало сложной системы управления и приборов. Transtage содержал около 10 тонн топлива, а его двигатели обеспечивали тягу .

История запуска

Дата/время (GMT) Место запуска S/N Полезная нагрузка Результат Замечания 18 июня 196514:00 CCAFS LC 40 3C 7 N/A Испытательный полет Transtage 14 октября 196517:24 CCAFS LC 40 3C 4 LCS 2OV2 1 Transtage не удался на низкой околоземной орбите из-за утечки в баке окислителя 21 декабря 196514:00 CCAFS LC 41 3C 8 LES 3LES 4OV2 3OSCAR 4 Transtage не удался во время третьего включения из-за заедания клапана окислителя; полезные нагрузки остались на ГПО 16 июня 196614:00 CCAFS LC 41 3C 11 OPS 9311 (IDCSP)OPS 9312 (IDCSP)OPS 9313 (IDCSP)OPS 9314 (IDCSP)OPS 9315 (IDCSP)OPS 9316 (IDCSP)OPS 9317 (IDCSP)GGTS 1 26 августа 196614:00 CCAFS LC 41 3C 12 7X IDCSPGGTS 2 Обтекатель полезной нагрузки разрушился на T+78 секунде. Отключение РСО на T+83 секунде. 3 ноября 196613:50 CCAFS LC 40 3C 9 Gemini BOV1 6OV4 1R/TOV4 3 Gemini B был выведен на суборбитальную траекторию 18 января 196714:19 CCAFS LC 41 3C 13 OPS 9321 (IDCSP)OPS 9322 (IDCSP)OPS 9323 (IDCSP)OPS 9324 (IDCSP)OPS 9325 (IDCSP)OPS 9326 (IDCSP)OPS 9327 (IDCSP)OPS 9328 (IDCSP) 28 апреля 196710:01 CCAFS LC 41 3C 10 OPS 6638 (Vela)OPS 6679 (Vela)ORS 4OV5 1OV5 3 1 июля 196713:15 CCAFS LC 41 3C 14 OPS 9331 (IDCSP)OPS 9332 (IDCSP)OPS 9333 (IDCSP)OPS 9334 (IDCSP)LES 5DODGE 13 июня 196814:03 CCAFS LC 41 3C 16 OPS 9341 (IDCSP)OPS 9342 (IDCSP)OPS 9343 (IDCSP)OPS 9344 (IDCSP)OPS 9345 (IDCSP)OPS 9346 (IDCSP)OPS 9347 (IDCSP)OPS 9348 (IDCSP) 26 сентября 196807:37 CCAFS LC 41 3C 5 LES 6OV2 5OV5 2OV5 4 9 февраля 196921:09 CCAFS LC 41 3C 17 TACSAT 1 (OPS 0757) 23 мая 196907:57 CCAFS LC 41 3C 15 OPS 6909 (Vela)OPS 6911 (Vela)OV5 5OV5 6OV5 9 8 апреля 197010:50 CCAFS LC 40 3C 18 OPS 7033 (Vela)OPS 7044 (Vela) 6 ноября 197010:36 CCAFS LC 40 3C 19 DSP 1 (OPS 5960) Отказ Transtage на третьем включении привел к выводу спутника на непригодную, более низкую, чем планировалось орбиту 5 мая 197107:43 CCAFS LC 40 3C 20 DSP 2 (OPS 3811) 3 ноября 197103:09 CCAFS LC 40 3C 21 DSCS II 1 (OPS 9431)DSCS II 2 (OPS 9432) 1 марта 197209:39 CCAFS LC 40 3C 22 DSP 3 (OPS 1570) 12 июня 197307:14 CCAFS LC 40 3C 24 DSP 4 (OPS 6157) 13 декабря 197323:57 CCAFS LC 40 3C 26 DSCS II 3 (OPS 9433)DSCS II 4 (OPS 9434) 30 мая 197413:00 CCAFS LC 40 3C 27 ATS 6 20 мая 197514:03 CCAFS LC 40 3C 25 DSCS II 5 (OPS 9433)DSCS II 6 (OPS 9434) Отказ инерциального измерительного блока Transtage привел к его оставлению на низкой околоземной орбите. 14 декабря 197505:15 CCAFS LC 40 3C 29 DSP 5 (OPS 3165) 15 марта 197601:25 CCAFS LC 40 3C 30 LES 8LES 9Solrad 11ASolrad 11B 26 июня 197603:00 CCAFS LC 40 3C 28 DSP 6 (OPS 2112) 6 февраля 197706:00 CCAFS LC 40 3C 23 DSP 7 (OPS 3151) 12 мая 197714:27 CCAFS LC 40 3C 32 DSCS II 7 (OPS 9437)DSCS II 8 (OPS 9438) 25 марта 197818:09 CCAFS LC 40 3C 35 DSCS II 9 (OPS 9439)DSCS II 10 (OPS 9440) Отказ гидравлического насоса второй ступени. Отключение РСО на T+480 секунде. 10 июня 197819:08 CCAFS LC 40 3C 33 OPS 9454 (Vortex) 14 декабря 197800:40 CCAFS LC 40 3C 36 DSCS II 11 (OPS 9441)DSCS II 12 (OPS 9442) 10 июня 197913:30 CCAFS LC 40 3C 31 DSP 8 (OPS 7484) 1 октября 197911:22 CCAFS LC 40 3C 34 OPS 1948 (Vortex) 21 ноября 197902:09 CCAFS LC 40 3C 37 DSCS II 13 (OPS 9443)DSCS II 14 (OPS 9444) 16 марта 198113:30 CCAFS LC 40 3C 40 DSP 9 (OPS 7350) 31 октября 198109:22 CCAFS LC 40 3C 39 OPS 4029 (Vortex) 6 марта 198219:25 CCAFS LC 40 3C 38 DSP 10 (OPS 8701)

Date/Time (GMT) Launch Site S/N Payload Outcome Remarks 18 June 196514:00 CCAFS LC 40 3C 7 N/A Transtage test flight 14 October 196517:24 CCAFS LC 40 3C 4 LCS 2OV2 1 Transtage failed in low Earth orbit due to oxidizer tank leak 21 December 196514:00 CCAFS LC 41 3C 8 LES 3LES 4OV2 3OSCAR 4 Transtage failed during 3rd burn due to stuck oxidizer valve; left payloads in GTO 16 June 196614:00 CCAFS LC 41 3C 11 OPS 9311 (IDCSP)OPS 9312 (IDCSP)OPS 9313 (IDCSP)OPS 9314 (IDCSP)OPS 9315 (IDCSP)OPS 9316 (IDCSP)OPS 9317 (IDCSP)GGTS 1 26 August 196614:00 CCAFS LC 41 3C 12 7X IDCSPGGTS 2 Payload fairing broke up at T+78 seconds. RSO T+83 seconds. 3 November 196613:50 CCAFS LC 40 3C 9 Gemini BOV1 6OV4 1R/TOV4 3 Gemini B was launched on a sub orbital trajectory 18 January 196714:19 CCAFS LC 41 3C 13 OPS 9321 (IDCSP)OPS 9322 (IDCSP)OPS 9323 (IDCSP)OPS 9324 (IDCSP)OPS 9325 (IDCSP)OPS 9326 (IDCSP)OPS 9327 (IDCSP)OPS 9328 (IDCSP) 28 April 196710:01 CCAFS LC 41 3C 10 OPS 6638 (Vela)OPS 6679 (Vela)ORS 4OV5 1OV5 3 1 July 196713:15 CCAFS LC 41 3C 14 OPS 9331 (IDCSP)OPS 9332 (IDCSP)OPS 9333 (IDCSP)OPS 9334 (IDCSP)LES 5DODGE 13 June 196814:03 CCAFS LC 41 3C 16 OPS 9341 (IDCSP)OPS 9342 (IDCSP)OPS 9343 (IDCSP)OPS 9344 (IDCSP)OPS 9345 (IDCSP)OPS 9346 (IDCSP)OPS 9347 (IDCSP)OPS 9348 (IDCSP) 26 September 196807:37 CCAFS LC 41 3C 5 LES 6OV2 5OV5 2OV5 4 9 February 196921:09 CCAFS LC 41 3C 17 TACSAT 1 (OPS 0757) 23 May 196907:57 CCAFS LC 41 3C 15 OPS 6909 (Vela)OPS 6911 (Vela)OV5 5OV5 6OV5 9 8 April 197010:50 CCAFS LC 40 3C 18 OPS 7033 (Vela)OPS 7044 (Vela) 6 November 197010:36 CCAFS LC 40 3C 19 DSP 1 (OPS 5960) Transtage 3rd burn failure left satellite in unusable lower than planned orbit 5 May 197107:43 CCAFS LC 40 3C 20 DSP 2 (OPS 3811) 3 November 197103:09 CCAFS LC 40 3C 21 DSCS II 1 (OPS 9431)DSCS II 2 (OPS 9432) 1 March 197209:39 CCAFS LC 40 3C 22 DSP 3 (OPS 1570) 12 June 197307:14 CCAFS LC 40 3C 24 DSP 4 (OPS 6157) 13 December 197323:57 CCAFS LC 40 3C 26 DSCS II 3 (OPS 9433)DSCS II 4 (OPS 9434) 30 May 197413:00 CCAFS LC 40 3C 27 ATS 6 20 May 197514:03 CCAFS LC 40 3C 25 DSCS II 5 (OPS 9433)DSCS II 6 (OPS 9434) Transtage inertial measurement unit failure caused it to be stranded in low Earth orbit. 14 December 197505:15 CCAFS LC 40 3C 29 DSP 5 (OPS 3165) 15 March 197601:25 CCAFS LC 40 3C 30 LES 8LES 9Solrad 11ASolrad 11B 26 June 197603:00 CCAFS LC 40 3C 28 DSP 6 (OPS 2112) 6 February 197706:00 CCAFS LC 40 3C 23 DSP 7 (OPS 3151) 12 May 197714:27 CCAFS LC 40 3C 32 DSCS II 7 (OPS 9437)DSCS II 8 (OPS 9438) 25 March 197818:09 CCAFS LC 40 3C 35 DSCS II 9 (OPS 9439)DSCS II 10 (OPS 9440) Second stage hydraulics pump failure. RSO T+480 seconds. 10 June 197819:08 CCAFS LC 40 3C 33 OPS 9454 (Vortex) 14 December 197800:40 CCAFS LC 40 3C 36 DSCS II 11 (OPS 9441)DSCS II 12 (OPS 9442) 10 June 197913:30 CCAFS LC 40 3C 31 DSP 8 (OPS 7484) 1 October 197911:22 CCAFS LC 40 3C 34 OPS 1948 (Vortex) 21 November 197902:09 CCAFS LC 40 3C 37 DSCS II 13 (OPS 9443)DSCS II 14 (OPS 9444) 16 March 198113:30 CCAFS LC 40 3C 40 DSP 9 (OPS 7350) 31 October 198109:22 CCAFS LC 40 3C 39 OPS 4029 (Vortex) 6 March 198219:25 CCAFS LC 40 3C 38 DSP 10 (OPS 8701)