Fregat

Fregat (tiếng Nga: Фрегат, n.đ. 'khinh hạm') là một tầng trên do NPO Lavochkin phát triển, được thiết kế để tương thích phổ dụng với nhiều loại tên lửa đẩy hạng trung và hạng nặng. Fregat chủ yếu được sử dụng cùng các tên lửa Soyuz và Zenit, và bắt đầu đi vào hoạt động từ tháng 2 năm 2000.

Fregat

Mô hình Fregat tại triển lãm MAKS Airshow, 2013
Nhà sản xuất	NPO Lavochkin
Quốc gia	Nga
Được sử dụng trên	Hiện tại: Soyuz-2 Đã ngừng sử dụng: Soyuz-FG, Soyuz-ST, Soyuz-U, Zenit-3F
Lịch sử phóng
Trạng thái	Đang hoạt động
Tổng số lần phóng	114
Thành công (chỉ tầng đẩy)	111
Thất bại	2
Khác	1 (partial failure)
Chuyến bay đầu tiên	2 tháng 2, 2000
Đặc điểm chung[1]
Chiều cao	Fregat: 1.875 m (6.151 ft 7 in) Fregat-MT: 1.945 m (6.381 ft 3 in) Fregat-SB: 2.435 m (7.988 ft 10 in)
Đường kính	Fregat: 3,44 m (11 ft 3 in) Fregat-MT: 3,8 m (12 ft 6 in) Fregat-SB: 3,875 m (12 ft 8,6 in)
Khối lượng	Fregat: 945 kg (2.083 lb) Fregat-MT: 1.035 kg (2.282 lb) Fregat-SB: 1.080 kg (2.380 lb)
Khối lượng tổng	Fregat: 6.235 kg (13.746 lb) Fregat-MT: 7.640 kg (16.840 lb) Fregat-SB: 11.680 kg (25.750 lb)
Khối lượng nhiên liệu	Fregat: 5.307 kg (11.700 lb) Fregat-MT: 6.650 kg (14.660 lb) Fregat-SB: 10.330 kg (22.770 lb)
Cung cấp bởi	1 × S5.92
Lực đẩy tối đa	Cao: 19,85 kN (4.460 lbf) Thấp: 13,93 kN (3.130 lbf)
Xung lực riêng	Cao: 333,2 s (3,268 km/s) Thấp: 320 s (3,1 km/s)
Thời gian đốt	Lên đến 1.350 giây (lên đến 7 lần khởi động)
Nhiên liệu	N 2O 4 / UDMH

Fregat dùng động cơ đẩy nhiên liệu lỏng, đốt nhiên liệu unsymmetrical dimethylhydrazine (UDMH) và chất oxy hoá dinitrogen tetroxide (N
2O
4) đây là một cặp chất đẩy hypergolic (tự bốc cháy khi tiếp xúc với nhau). Với tỉ lệ thành công khoảng 97,3%, bao gồm hai lần thất bại hoàn toàn và một lần thất bại một phần, Fregat được xếp vào nhóm tầng trên tin cậy nhất hiện nay. Tầng đẩy này đã triển khai hơn 300 tải trọng lên nhiều loại quỹ đạo khác nhau, và có khả năng đưa từ ba vệ tinh trở lên vào các quỹ đạo riêng biệt trong một lần phóng, nhờ động cơ có thể khởi động lại tối đa bảy lần và tổng thời gian cháy lên tới khoảng 1.350 giây.

Description

Tầng trên Fregat là một phương tiện đa năng, tự hành, được thiết kế để đưa các tải trọng lớn vào nhiều dạng quỹ đạo khác nhau, bao gồm quỹ đạo tầm thấp, tầm trung , và địa tĩnh; và cũng có thể đóng vai trò tầng thoát ly để gửi tàu thăm dò lên quỹ đạo liên hành tinh (ví dụ như các sứ mệnh Venus Express và Mars Express).

Được NPO Lavochkin phát triển trong thập niên 1990, Fregat sử dụng sáu bình cầu, bốn bình chứa chất đẩy và hai bình chứa thiết bị điện tử được bố trí thành một vòng tròn. Động cơ chính nằm ở giữa, cho phép tạo ra một kết cấu gọn với đường kính lớn hơn chiều cao. Kết cấu cơ khí được gia cường bằng tám thanh giằng xuyên qua các bình, đồng thời đảm nhiệm việc truyền lực đẩy xuống tên lửa phía dưới. Fregat hoạt động hoàn toàn độc lập với các tầng bên dưới, với hệ thống dẫn đường, điều khiển tư thế, theo dõi và đo xa riêng.^[2]

Thiết kế của Fregat kế thừa sâu từ nền tảng của tàu Phobos trong chương trình thăm dò sao Hoả cuối thập niên 1980, mà bản thân lại bắt nguồn từ kiến trúc dùng cho các tàu thăm dò Mặt Trăng do NPO Lavochkin phát triển từ thập niên 1960.^[3] Fregat cũng tích hợp nhiều hệ con và linh kiện đã được bay thử từ các tàu và tên lửa trước đó, nhờ vậy vừa tăng độ tin cậy, vừa rút ngắn thời gian phát triển. Fregat được chứng nhận đủ điều kiện bay vào tháng 2 năm 2000 và hoàn thành bốn nhiệm vụ thành công chỉ trong năm đó.^[4]

Hiện nay, Fregat thường được sử dụng như tầng thứ tư của các tên lửa Soyuz. Động cơ S5.92 của Fregat có thể đánh lửa tối đa 25 lần,^[3] trong đó bảy lần đánh lửa đã được chứng minh trên quỹ đạo. Nhờ đó, Fregat có thể thực hiện những nhiệm vụ phức tạp mà bản thân tên lửa không thể đảm đương.^[5] TTầng trên này hỗ trợ cả ổn định ba trục lẫn quay ổn định cho tải trọng.^[6] Fregat sử dụng chất đẩy tồn trữ được là cặp hypergolic unsymmetrical dimethylhydrazine (UDMH) là nhiên liệu và dinitrogen tetroxide (N
2O
4, còn gọi là NTO hay amyl) như chất oxi hóa, tự bốc cháy khi tiếp xúc, nên rất phù hợp cho nhiều lần khởi động lại. ến nay, Fregat đã triển khai hơn 300 chuyến hàng lên nhiều loại quỹ đạo và vẫn là tầng trên duy nhất có khả năng đưa tải trọng vào từ ba quỹ đạo riêng biệt trở lên trong một lần phóng.^[7]

Tính đến năm 2018^{[cập nhật]}, chi phí bổ sung một tầng trên Fregat cho một lần phóng Soyuz-2 vào khoảng 13,5 million đô la Mỹ.^[8][9]