Фрегат (разгонный блок)

«Фрега́т» — универсальный разгонный блок (РБ), может быть использован в составе ракеты-носителя среднего и тяжёлого классов «Союз-ФГ», «Союз-2», «Союз-2-3», «Зенит-3SLБФ», «Ангара-А3»^[2]. Разработан и производится в НПО Лавочкина.

РБ «Фрегат» используется для выведения одного или нескольких космических аппаратов на опорную, геостационарную и геопереходную орбиты, а также для ориентации и стабилизации головного блока (в составе РБ + полезная нагрузка) на пассивном и активном участке полета. РБ выполняет разведение выводимых космических аппаратов по орбитам в случае группового запуска^[2].

Конструктивно-компоновочная схема основана на блоке баков. Он имеет торосферическую конфигурацию и состоит из шести сваренных между собой сферических обечаек, разделённых сферическими донышками. Четыре ёмкости несут окислитель и горючее. В одной из двух оставшихся сфер (герметичной) расположена система управления. В негерметичном сферическом контейнере находится система радиоконтроля орбиты. На блок баков могут быть установлены дополнительные топливные ёмкости (малые или большие) без существенной модификации остальной схемы^[3].

В РБ применён маршевый двигатель С5.92^[англ.], аналогичный применённому в РБ «Бриз-М» и «Бриз-КМ». Максимальная тяга этого двигателя составляет 2030 кгс (19,9 кН), что близко к оптимуму для ракет среднего класса. Работа маршевого двигателя может осуществляться также в режиме уменьшенной тяги (1420 кгс). Двигатель использует топливную пару несимметричный диметилгидразин («гептил») + тетраоксид диазота. В усовершенствованных версиях РБ начиная с «Фрегат-М» применена модификация С5.92 с увеличенной длиной сопла.

Кроме маршевой двигательной установки (ДУ), на РБ установлена также двигательная установка стабилизации, ориентации и обеспечения запуска (ДУ СОЗ), которая предназначена для обеспечения условий запуска маршевой ДУ путем создания перегрузки для сепарации газа и жидкости в баках маршевой ДУ; поворотов вокруг центра масс для стабилизации РБ по трём каналам на пассивных участках полета и по каналу крена при работе маршевой ДУ; обеспечения требуемой ориентации перед отделением полезной нагрузки; обеспечения требований теплового режима РБ и полезной нагрузки на пассивных участках траектории полета (режим «закрутка» или трёхосная ориентация); управления угловым движением головного блока (в составе РБ + полезная нагрузка) по каналам курса и тангажа при работе маршевой ДУ при достижении предельного хода рулевых машинок; выдачи импульсов скорости^[3].

На сегодняшний день существуют следующие модификации РБ «Фрегат»:

• Базовая, так и называемая «Фрегат». Предназначена для ракет нижнего среднего класса, таких как «Союз-2» и т. д. Прошло 3 этапа модернизации^[4][5] включая один из самых существенных — замена БВК «Бисер-3» на «Бисер-6». Первый пуск разгонного блока «Фрегат» состоялся в 2000 году с космодрома «Байконур».
• «Фрегат-М» — «Фрегат» с рядом доработок по облегчению конструкции, включая новую компоновку приборного отсека (ПО-1) и с увеличенной несущей способностью (с 12 тс × м до 16 тс × м). 
• «Фрегат-МТ» — специализированная модификация «Фрегата», предназначенная для запусков с космодрома Куру. Увеличенная заправка за счёт установки дополнительных ёмкостей, доработанный ПО1, облегчённый переходный отсек (ПхО). Вращение Земли позволяет при старте из района экватора выводить бо́льшую полезную нагрузку, чем при старте с более высоких широт, с использованием одной и той же ракеты-носителя. Кроме того, влажный экваториальный климат Гвианы существенно отличается от климата Плесецка и Байконура. Это потребовало доработки базовых моделей блока для применения в новых условиях. Первый запуск данной модификации состоялся 21 октября 2011 года^[6]. Ракета-носитель «Союз-СТ-Б» (доработанная с учётом экваториальных условий и требований ЕКА по безопасности полётов РН «Союз-2.1б») с разгонным блоком «Фрегат-МТ» вывела на орбиту 2 спутника европейской навигационной системы «Галилео».
• «Фрегат-СБ» — «Фрегат» со сбрасываемыми баками. Масса рабочего топлива в простом и усовершенствованном блоке баков — 3100 кг. Эта модификация предназначена для ракет верхнего среднего и тяжёлого классов, в первую очередь, для РКН «Зенит-3SLБФ». Испытания модификации «Фрегат-СБ» стартовали в январе 2011 года на космодроме «Байконур» при запуске КА «Электро-Л».
• «Фрегат-СБУ» — усовершенствованный «Фрегат» со сбрасываемыми баками. Масса рабочего топлива в простом и усовершенствованном блоке баков — 4800 кг. Эта модификация предназначена для РН среднего класса «Союз-5» и будет готова к запуску в конце 2025 года. Разработка конструкторской документации и наземная экспериментальная отработка РБ «Фрегат-СБУ» запланированы в 2022—2025 годах. В 2021 году было выполнено эскизное проектирование разгонного блока. Проект разрабатывается, поскольку топлива «Фрегата-СБ», который лег в основу нового РБ, недостаточно для реализации потенциала «Союза-5». Отличаться он будет увеличенным размером сбрасываемого блока баков, это позволит использовать в два раза больше топлива (шесть тонн вместо трех). Принципиальных изменений конструкции нового разгонного блока, его агрегатов и систем нет^[7].

Ракета-носитель «Союз-ФГ» с разгонным блоком «Фрегат» использовалась для запуска в 2003 году межпланетной станции «Марс-экспресс», а в 2005 году — похожей станции «Венера-экспресс»^[107].

Большая часть запусков РН «Союз-2» осуществлялась с использованием РБ «Фрегат», в частности, именно такой связкой будут выводиться все спутники «Глонасс-К» — аппараты третьего поколения системы ГЛОНАСС.

19 декабря 2013 года разгонный блок «Фрегат-МТ» вывел на орбиту европейский телескоп Gaia.

Ракета-носитель «Союз-СТ-Б» с разгонным блоком «Фрегат-МТ» и двумя европейскими спутниками Галилео, запущенная с экваториального космодрома Куру 22 августа 2014 года, не вывела спутники на расчетную орбиту из-за нештатной работы РБ «Фрегат-МТ»^[108], предположительно в результате ошибки в программном обеспечении, заложенном на борт и содержащем неправильное полётное задание^[109].

Начиная с 2000 года и по май 2020 года было запущено 86 разгонных блоков «Фрегат» (2 запуска аварийные по вине разгонного блока — 22.08.2014 и 28.11.2017), коэффициент успешности составляет 97,7 %, что делает «Фрегат» одной из наиболее надёжных верхних ступеней ракет-носителей в мире. Выведены на расчётные орбиты более 200 космических аппаратов российского и зарубежного производства. Запуски осуществляются с четырёх космодромов: Плесецк, Байконур, Восточный, Куру (Французская Гвиана).

РБ «Фрегат» обладает характеристиками: до 2 суток активного существования, алгоритмы управления, позволяющие преодолевать нештатные ситуации, многократное (до 7 раз) включение маршевой двигательной установки, высокая точность выведения благодаря использованию оборудования ГЛОНАСС/GPS.

• Асюшкин В.А., Викуленков В.П., Ишин С.В., Пичхадзе К.М., Полищук Г.М. Модернизация разгонного блока «Фрегат» // Вестник «НПО имени С. А. Лавочкина». — Химки: НПО имени С. А. Лавочкина, 2009. — № 2. — С. 13—18. — ISSN2075-6941.
• Асюшкин В.А., Викуленков В.П., Ишин С.В. Итоги создания и начальных этапов эксплуатации межорбитальных космических буксиров типа «Фрегат» // Вестник «НПО имени С. А. Лавочкина». — Химки: НПО имени С. А. Лавочкина, 2014. — № 1 (22). — С. 3—9. — ISSN2075-6941.
• Асюшкин В.А., Викуленков В.П., Ишин С.В., Федоскин Д.И., Лемешевский С.А., Яковлев Б.Д., Жумаханов Н.Б., Порешнев А.Ю., Викуленков А.В. Универсальный разгонный блок повышенной энерговооружённости «Фрегат-СБУ» // Вестник «НПО имени С. А. Лавочкина». — Химки: НПО имени С. А. Лавочкина, 2017. — № 2 (36). — С. 147—156. — ISSN2075-6941.
• Лемешевский С.А., Ишин С.В., Асюшкин В.А., Викуленков В.П., Ширшаков А.Е., Федоскин Д.И., Ефанов В.В., Яковлев Б.Д., Жумаханов Н.Б., Порешнев А.Ю., Бирюков А.С. Усовершенствованный разгонный блок типа «Фрегат» для перспективных ракет космического назначения среднего класса // Вестник «НПО имени С. А. Лавочкина». — Химки: НПО имени С. А. Лавочкина, 2018. — № 2 (40). — С. 3—12. — ISSN2075-6941.
• Колмыков В.А., Ширшаков А.Е., Ишин С.В., Асюшкин В.А., Викуленков В.П., Федоскин Д.И. Концепция создания системы двойного запуска космических аппаратов в составе РБ типа «Фрегат» // Вестник «НПО имени С. А. Лавочкина». — Химки: НПО имени С. А. Лавочкина, 2019. — № 3 (45). — С. 3—11. — ISSN2075-6941.
• Ишин С.В., Викуленков В.П., Федоскин Д.И., Порешнев А.Ю., Жумаханов Н.Б., Яковлев Б.Д. Реализация концепции создания системы двойного запуска космических аппаратов в составе РБ типа «Фрегат» // Вестник «НПО имени С. А. Лавочкина». — Химки: НПО имени С. А. Лавочкина, 2019. — Вып. 46, № 4 (46). — С. 11—18. — ISSN2075-6941.

• Разгонный блок «Фрегат» . Госкорпорация «Роскосмос».
• Универсальный разгонный блок «Фрегат» . НПО им. Лавочкина.
• На «Фрегате» в космос . Телестудия Роскосмоса.
• Высокие орбиты НПО Лавочкина . Телестудия Роскосмоса.
• Anatoly Zak. Fregat upper stage (англ.). RussianSpaceWeb.com.
• Gunter Dirk Krebs. Fregat (англ.). Gunter's Space Page. Архивировано 21 сентября 2020 года.
• Авария разгонного блока «Фрегат». Рубрика «Сюжет» . ТАСС. — Читать все последние новости на тему. Дата обращения: 26 июля 2023.