IL "Meteor-2", 1968

Rakieta meteorologiczna. Polska.
Rekonstrukcja rakiety meteorologicznej "Meteor-2". (Źródło: Szaroblekitny via ”Wikimedia Commons”).

Rozpoczynając w PIHM prace nad rakietowym systemem pomiaru wiatrów górnych zakładano, że badania rakietowe nie mogą ograniczyć się do pomiaru wiatru, i że w przyszłości trzeba będzie zrealizować również system pomiaru temperatury górnej atmosfery. W styczniu 1963 r. zajęto się w Pracowni Rakietowych Sondowań Atmosfery PIHM problemem pomiaru temperatury. W I półroczu 1963 r. rozpoczęto prace nad czujnikiem wykonującym pomiar podczas opadania na spadochronie, po wyrzuceniu z rakiety. Okazało się, że nie jest możliwe zbudowanie sondy, którą można by umieścić w komorze ładunku użytecznego grota rakiety "Meteor-1". postanowiono więc zbudować większą rakietę meteorologiczną zdolną do uniesienia ładunku użytecznego 10 kg na wysokość 60 km.

W drugiej połowie 1964 r. (wg [2]- w 1965 r.) w Instytutucie Lotnictwa rozpoczęto prace projektowe nad rakietą "Meteor-2". Całością prac kierował mgr inż. Jerzy Haraźny. Część silnikowa miała być odzyskiwana na spadochronach. Pierwsza wersja projektu technicznego rakiety (oznaczonej "Meteor-2F") przewidywała zastosowanie układu hamulców aerodynamicznych i spadochronów, tworzących tzw. układ odzyskowy. Zaprojektowanie tego układu wymagało przeprowadzenia prób w locie. W tym celu zbudowano specjalne zasobniki, które zrzucane były z samolotu odrzutowego Mikojan MiG-15. Od listopada 1965 r. do lipca 1967 r. trwały próby trzech typów zasobników:

- SPD-5 prostej konstrukcji, wyposażony jedynie w spadochron,
- SPD-5 bis wyposażony dodatkowo w aparaturę do pomiaru przyspieszeń,
- SPD-6 stanowiący makietę rakiety "Meteor-2" klap hamujących i spadochronów.
Jednak ze względu na trudności w uzyskaniu wymaganych charakterystyk masowych i aerodynamicznych rakiety zrezygnowano z zastosowania tego układu w realizowanej wersji rakiety, oznaczonej literą "Meteor-2H".

Rakietę wykonywano w 3 wersjach: wyjściowa wersja "Meteor-2H" została zmodyfikowana w celu poprawy charakterystyk aerodynamicznych, tworząc wersję "Meteor-2J". Ta z kolei została przekształcona w wersję "Meteor-2K"". Wystąpiły liczne problemy natury aerodynamicznej i wytrzymałościowej oraz trudności w rozwiązaniu silnika. Z początku działanie silnika było zakłócone przez spalanie wibracyjne, które nawet doprowadziło do rozerwania jednego z próbnych silników na hamowni. Po usunięciu tej wady zmienił się niekorzystnie przebieg ciągu silnika w funkcji czasu. Powodowało to zbyt wolne schodzenie rakiety z wyrzutni, co powodowało zaniżenie pułapu. Problem ten prześladował wszystkie rakiety serii "Meteor-2H", rozwiązano go dopiero w wersji "Meteor-2K", dodając silniki pomocnicze. W Zakładzie Badań Rakietowych i Satelitarnych (ZBRiS) opracowano meteorologiczną aparaturę pomiarową. Aparatura ta miała postać sondy, zaopatrzonej w spadochron i wyrzucanej, z rakiety na pułapie. Sondę nazwano RAMZES, od słów Rakietowy Meteorologiczny Zespół Sondujący.

W okresie od 9.03.1968 r. do 7.10.1970 r. przeprowadzono 10 prób startu rakiet "Meteor-2" (7 startów wersji H i 3 starty w wersji K). Z początku przewidywano serię 16 prób w locie. Liczba ta następnie została zmniejszona do 10 ze względu na konieczność obniżenia rosnących kosztów opracowania. Na korektę tę miała również wpływ podjęta w 1968 r. decyzja dyrekcji PIHM o rezygnacji z rakiety "Meteor-2" w programie sondażu rakietowego, ze względu na przewidywane wysokie koszty eksploatacji. Miały być tylko doprowadzone do końca prace nad prototypem. Największym kłopotem konstruktorów rakiety było nieosiąganie zamierzonego pułapu 60 km. Problem ten rozwiązano dopiero w wersji "Meteor-2K", która została zaopatrzona dodatkowo w dwa silniki pomocnicze, odrzucane po starcie na małej wysokości. Były to silniki rakiety "Meteor-1", odpowiednio przystosowane do pełnienia roli przyspieszaczy startowych. Zwiększyły one pułap rakiety do 90 km. Pomyślna próba tej wersji odbyła się 10.07.1970 r., a 7.10. tegoż roku przeprowadzono pomyślnie dwa dalsze wzloty.Wg [4]- 7 października rakieta osiągnęła pułap 105,6 km, osiągając tym samym granicę kosmosu (za granicę kosmosu Międzynarodowa Federacja Lotnicza uznała wysokość 100 km). Niestety, zgodnie z decyzją Dyrekcji PIHM z 1968 r. produkcji seryjnej nie podjęto.

Rakieta "Meteor-2K" była największa i najbardziej zaawansowaną technicznie polską rakietą badawczą. Mogła służyć eksperymentom z różnych dziedzin badań naukowych. W ramach PIHM opracowano dla niej trzy rodzaje programów badawczych i eksperymentów:
- pomiary wiatru i temperatury w górnej atmosferze, w zakresie wysokości 90-60 km;
- z inicjatywy pracowników naukowych Instytutu Geodezji Górniczej Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie został podjęty eksperyment polegający na określeniu wzajemnego położenia sieci odległych punktów na powierzchni ziemi, metodą fotografowania rozbłysku, spowodowanego przez ładunek wybuchowy na pokładzie rakiety, na wysokości kilkudziesięciu kilometrów. Awaria rakiety nr 3 oraz wycofanie ładunków rozbłyskowych z wyposażenia rakiet przekreśliły realizację programu. - zamierzano wyrzucić z rakiety "Meteor-2" sztucznego meteora w postaci kropli metalu, poruszającej się z prędkością 10 km/s. Planowano utworzenie sztucznego meteora za pomocą ładunku kumulacyjnego z wkładką metalową. Jeśli eksperyment odbywa się w dostatecznie rozrzedzonej atmosferze, na wysokości 100 km, grudka metalu o tej prędkości może odbyć dość długą drogę w przestrzeni. Celem naukowym eksperymentu było określenie niektórych parametrów górnej atmosfery (gęstości, składu) metodami obserwacji śladu sztucznego meteoru. Ubocznym efektem doświadczenia byłoby zrealizowanie pewnego rodzaju ”sztucznego satelity” o miniaturowych rozmiarach i masie. Zakończenie programu "Meteor-2" zmusiło do rezygnacji z planów eksperymentu.

Twórcy "Meteora-2" w Instytucie Lotnictwa z własnej inicjatywy badali możliwości tworzenia dalszych konstrukcji wykorzystując istniejące już silniki "Meteora-1" i "Meteora-2". Łączenie tych silników w zespoły równoległe (wiązki) i szeregowe (rakiety wielostopniowe) otwierało perspektywy realizacji rakiet o pułapach kilkuset kilometrów. W zasięgu możliwości znalazła się nawet rakieta nośna dla małego sztucznego satelity ziemi.

Konstrukcja:
Jednostopniowa rakieta na paliwo stałe. Rakieta w wersji "Meteor-2K" składała się z 5 zasadniczych podzespołów: silnika, pierścienia ze statecznikami, silników pomocniczych z układem zawieszenia, stożka przejściowego oraz odrzucanej głowicy.

Silnik wykonany z blachy stalowej, zawierał ładunek paliwa stałego o spalaniu w kanale wewnętrznym. Wokół dyszy umocowany był kształtowy pierścień z 4 statecznikami. W tylnej części stateczników i w połowie ich rozpiętości były mocowane tulejki z nadajnikiem odzewowym i wyrzutnikami dipoli (w wersji produkcyjnej tulejki te nie były przewidziane). Wokół korpusu silnika umocowano opaskę stalową z dwoma gniazdami przednich zaczepów silników pomocniczych. Na pierścieniu stateczników znajdowały się nakładki z gniazdami tylnych zaczepów tych silników (każdy silnik pomocniczy był zaczepiony w trzech punktach). Ciąg silnika głównego- 23 534 N (2400 kG), czas pracy silnika głównego- 18 s.
Silniki pomocnicze stanowiły wersję silnika "Meteor-1". Dysze skierowane były lekko ukośnie w stosunku do osi silnika (na zewnątrz w stosunku do osi rakiety). Z przodu i z tyłu znajdowały się zaczepy, współpracujące z odpowiednimi gniazdami przy korpusie silnika głównego. Ponadto silniki pomocnicze zaopatrzono z przodu w ukośną owiewkę z blachy, a z tyłu w 3 małe stabilizatory. Urządzenia te służyły do zapewnienia prawidłowego odejścia silników pomocniczych od rakiety. Ciąg silników pomocniczych- 2 x 13728 N (1400 kG), czas pracy silników pomocniczych- 2,3 s.
Do pierścienia stanowiącego przednie zakończenie korpusu silnika rakiety umocowany był stożek przejściowy, wykonany z blachy, wzmocnionej podłużnicami wewnętrznymi. Wnętrze stożka przedzielone było przegrodą poprzeczną, na której znajdował się panel automatyki. W komorze poniżej przegrody umieszczono w poprzek dwa rurowe wyrzutniki dipoli, wyrzucające swą zawartość na boki przez otwory w ścianie stożka. W przestrzeni powyżej przegrody, nad panelem automatyki, znajdował się pojemnik spadochronu sondy RAMZES oraz siłowniki pirotechniczne, służące do odrzucania głowicy.
Wewnątrz głowicy była umieszczona sonda RAMZES oraz automat czasowy, oddzielający głowicę od sondy po otwarciu się spadochronu sondy.

Dane techniczne "Meteor-2H" (wg [3]):
Długość całkowita- 4490 mm, średnica- 350 mm, rozpiętość stateczników- 1250 mm.
Masa startowa całkowita- 380 kg, max. masa ładunku użytecznego- 10 kg.
Prędkość max.- 4550 km/h, pułap- 60 km, czas lotu na pułap- 120 s.

Dane techniczne "Meteor-2K" (wg [1]):
Długość całkowita- 4300 mm, średnica- 360 mm, średnica silników pomocniczych- 120 mm, rozpiętość stateczników- 1100 mm, objętość komory ładunku użytecznego- 1250 cm3.
Masa startowa całkowita- 420 kg, masa silników pomocniczych- 52 kg, masa rakiety bez paliwa i bez silników pomocniczych- 126 kg, masa paliwa silnika głównego- 242 kg, masa paliwa silników pomocniczych- 36 kg, max. masa ładunku użytecznego- 10 kg.
Prędkość max.- 5560 km/h, wysokość wyrzucenia sondy- (wg [4]- 99) km, pułap- (wg [4]- 105,6) km.

Galeria

  • Rakieta ”Meteor-2H” na wyrzutni startowej. (Źródło: Modelarz nr 1/1971).
  • IL ”Meteor-2H”, schemat konstrukcji. (Źródło: Modelarz nr 1/1971).
  • IL ”Meteor-2H”, plany modelarskie. (Źródło: Modelarz nr 1/1971).
  • IL ”Meteor-2K”, schemat konstrukcji. (Źródło: Modelarz nr 7/1971).
  • IL ”Meteor-2K”, plany modelarskie. (Źródło: Modelarz nr 7/1971).
  • Rakieta meteorologiczna ”Meteor-2K” na wyrzutni startowej. (Źródło: Modelarz nr 5/1985).

Źródło:

[1] Walczewski J. ”Polskie rakiety badawcze”. Wydawnictwo Komunikacji i Łączności. Warszawa 1982.
[2] Elsztein P. ”Polska w Kosmosie”. Wydawnictwo Komunikacji i Łączności. Warszawa 1978.
[3] Rukszewicz K. "Polskia rakieta badawcza Meteor-2H". Modelarz nr 1/1971.
[4] Rukszewicz K. "Polskia rakieta kosmiczna". Modelarz nr 7/1971.
[3] Kos K. "Rakieta Meteor-2K". Modelarz nr 5/1985.
blog comments powered by Disqus