Zbor (amplificator)

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 10 februarie 2020; verificările necesită 6 modificări .

„Flight” este un vehicul promițător de lansare de clasă ușoară în două etape, cu o capacitate de încărcare utilă de până la 4 tone, conceput pentru a fi lansat de pe portavionul An-124VS „Ruslan” (abreviat de la Air Start ) [1] [2] [3] [4 ] . Componenta principală a proiectului ARKCR este Air Launch . A fost dezvoltat de la mijlocul anilor 1990 la GRC im. Makeev . În cazul testării cu succes și al începerii funcționării, în viitor poate deveni una dintre cele mai bune rachete din lume în ceea ce privește raportul dintre masa de lansare și sarcina utilă de ieșire.

Istorie

Ideea lansării aeriene a apărut odată cu începutul erei spațiale. În Rusia, dezvoltarea sistemelor aerospațiale a fost începută încă din 1965 de către Gleb Lozino-Lozinsky [3] . Avantajele unei astfel de lansări erau evidente din cele mai elementare concepte ale tehnologiei spațiale ale rachetelor. De exemplu, în conformitate cu ciclograma de zbor standard a unui vehicul de lansare de clasă grea de tip Proton-M , separarea primei etape are loc la o altitudine de 42 km. Masa primei trepte în stare umplută este de 460 de tone, adică aproximativ 2/3 din masa de lansare [5] . Aceasta înseamnă că, având în vedere posibilitatea ipotetică de lansare de la o înălțime de 42 km, cu aceeași viteză inițială și dirijată similar cu cea a vehiculului de lansare Proton-M la finalul funcționării motoarelor din etapa 1, este suficient să lansați aceeași sarcină utilă pe aceeași orbită, vor exista etape „rămase” cu o masă totală de 250 de tone în stare umplută. Raportul dintre sarcina utilă și masa de lansare a rachetei în acest caz va crește cu aceleași 2/3.

Un alt avantaj al unei lansări „înalte” este presiunea atmosferică mai scăzută la altitudini mari în comparație cu presiunea la sol. În acest caz, rezistența aerului a rachetei în mișcare este redusă, ceea ce face posibilă reducerea consumului de combustibil pentru a obține aceeași viteză.

Al treilea cel mai important avantaj al lansării dintr-o aeronavă de transport este o viteză inițială mare de 600–800 km/h [1] , care este destul de realizabilă cu o încărcătură completă a principalelor tipuri de aeronave moderne de transport militar grele. Astfel de indicatori înseamnă că deja la lansare, racheta va avea o viteză inițială de aproximativ 3% din prima viteză spațială , în plus, direcționată tangențial la suprafața pământului, ceea ce facilitează „învârtirea” sarcinii utile în jurul Pământului. .

Istoria vehiculului de lansare Poljot

În anii 1990, Centrul de Cercetare de Stat Makeev , care s-a specializat anterior în dezvoltarea de rachete balistice pentru submarine (SLBM), s-a aflat într-o situație dificilă împreună cu alte întreprinderi din industria rusă de apărare . Situația a fost complicată și de faptul că centrul însuși era situat la mare distanță de capitală , ceea ce a îngreunat obținerea unor contracte de apărare profitabile. Dezvoltarea noului SLBM Bulava a fost încredințată Institutului de Inginerie Termică din Moscova. Rămasă fără o temă „nativă”, compania a început să depună eforturi pentru a crea mostre neobișnuite promițătoare de tehnologie de rachetă cu potențial performanțe ridicate. Unele dintre ele, conform surselor deschise, rămân fără progrese semnificative în 2013 (de exemplu, vehiculul de lansare spațială Rossiyanka cu o primă treaptă reutilizabilă), altele sunt pregătite pentru testare cu perspective bune de adoptare (singura rachetă din lume pentru serviciu de luptă sub acoperire staționară , Skif [6] , posibil un ICBM promițător de mină grea [7] ). Printre multele idei exprimate în Biroul de Proiectare. Makeev, a fost ideea unei lansări aeriene a rachetei de transport Polet în cadrul proiectului Air Launch din partea unei aeronave de transport grele (CH) de tip An-124VS Ruslan.

Constructii

Conceptul de design Începând cu 2013, proiectul ARKKN „Air Launch” arată astfel: [1] [2] [3] [4] Zborul LV este format din 2 etape, cu o greutate totală de lansare în stare de umplere de 100 de tone și un masa maximă a vehiculului de lansare în 3,5-4 tone. Prima etapă folosește motorul rachetei de susținere NK-43 , care este o modificare la mare altitudine a binecunoscutului motor NK-33 , proiectat pentru racheta lunară N1 . Kerosenul este folosit ca combustibil în această familie, oxigenul lichid este folosit ca oxidant. Ca motor al celei de-a doua etape, se presupune că va folosi LRE 11D58M [1] sau RD-0124 [3] , folosit în treptele superioare oxigen-kerosen de tip DM RKK Energia sau a treia etapă a lansării Soyuz 2.1b. vehicul al Samara TsSKB-Progress, respectiv.
Conceptul de lansare Se presupune că pregătirea pentru lansare va fi efectuată în MIK la sol, iar controlul și sprijinul lansării vor fi efectuate de la posturi de comandă speciale, dintre care unele pot fi situate la bordul aeronavei de escortă sau a SN-ului însuși. Lansarea rachetelor ar trebui să fie efectuată folosind o lansare de mortar dintr-un container de transport și lansare situat în compartimentul de marfă al AN-124VS. Lansarea mortarului este utilizată deoarece o ieșire prea lentă poate duce la blocarea rachetelor asupra elementelor structurii SN, precum și la impacturi asupra carenei și la apariția sarcinilor de încovoiere în spatele fuzelajului. Conform calculelor inginerilor, o astfel de dezvoltare a evenimentelor duce la moartea echipajului cu o probabilitate apropiată de unu. După separarea de aeronavă, viteza vehiculului de lansare este redusă artificial de o parașută la o valoare cu 20 m/s mai mică decât cea a unui transportator aerian, astfel încât „portul spațial zburător” să se poată deplasa la o distanță sigură. Dispozitivele sistemului de decelerare trebuie, de asemenea, să transforme racheta în poziție verticală înainte de a porni motoarele. În cazul funcționării obișnuite, etapele rachetei efectuează ieșirea sarcinii utile pe o orbită de referință joasă în conformitate cu ciclograma de zbor preîncărcată în sistemul de control de la bord.
Aerodromuri de bază În septembrie 2007, a fost semnat un acord între Rusia și Indonezia privind utilizarea aerodromului de pe insula Biak ca aerodrom de bază pentru lansări din regiunea ecuatorială [4] . Caracteristicile de performanță ale aeronavelor de tip Ruslan permit, de asemenea, zboruri pe distanțe de până la câteva mii de kilometri cu o sarcină utilă egală cu masa containerului de lansare și a rachetei alimentate. Dacă dezvoltatorul reușește să rezolve problemele cu evaporarea componentelor criogenice ale oxidantului și menținerea rachetei pregătită pentru lansare timp de câteva ore, vor deveni posibile zboruri către aproape orice punct de lansare de pe glob de pe aerodromurile din Rusia.
Economie de lansare Conform calculelor din 2000-2007, costul lansării unui kilogram de marfă la LEO ar trebui să fie în intervalul de la 2,5 [2] la 10 mii de dolari, în funcție de dimensiunea seriei, adică de numărul de lansează. Sunt necesare aproximativ 10-12 lansări pe an pentru a ajunge la capătul inferior al gamei. Pentru comparație, costul lansării unui Proton-M pentru clienții străini este de aproximativ 100 de milioane de dolari. Este de aproximativ 4,5 mii pe 1 kg atunci când este lansat la un LEO de 200 km. Dar Protonul este folosit în principal pentru lansarea în orbite de geotransfer și geostaționare . RN Polet nu are sens să fie considerat în acest context drept un concurent al vehiculelor de lansare grele. Principalele orbite pentru lansările Air Launch se află sub cele geostaționare.

Evaluarea proiectului

Perspective pentru lansatorul Polet În ciuda cererii mari de pe piață și a oportunităților largi care se deschid, proiectul, aparent, nu are perspective de implementare în următorii 10 ani (pentru 2013). Motivul principal este problemele cu adaptarea aeronavei de transport și asigurarea siguranței echipajului aeronavei la lansare. Astăzi, în lume sunt operate doar 4 avioane de dimensiuni comparabile cu An-124. Pe lângă Ruslan, acestea sunt Boeing-747 , S-5 Galaxy și A-380 . Putem spune cu siguranță că An-124 este una dintre cele mai unice și mai complexe din punct de vedere tehnic aeronave din lume. Dar asta înseamnă că întreaga industrie aeriană globală nu a fost încă capabilă să elaboreze pe deplin structuri atât de complexe. După prăbușirea URSS , Antonov Design Bureau a rămas în Ucraina . Multe legături de producție și „design” au fost rupte, producția An-124 a fost închisă, Rusia și Ucraina trăiesc sub legi juridice diferite, urmăresc diferite obiective geopolitice. Întreaga complexitate a situației este evidențiată de faptul că producția comună a An-70 , o aeronavă mult mai tânără și necesară forțelor armate ruse , nu a fost încă stabilită . Mai mult, Rusia urmează o politică activă de transfer pe teritoriul său a tuturor industriilor de apărare, inclusiv repornirea unor industrii noi și vechi și crearea unor organizații de dezvoltare-mamă pentru acestea. Exemplele includ crearea familiei de vehicule de lansare Angara (inclusiv pentru a înlocui vehiculele de lansare Cyclone și Zenit de acum ucrainene ), deschiderea producției de motoare VK-2500 pentru elicoptere (pentru a înlocui TVZ-117 ) și transferul lui Il . -76 de producție sa oprit în Tașkent până la Ulyanovsk de la o modernizare relativ mică (așa-numitul produs 476). Într-o situație în care Rusia și Ucraina sunt concurenți geopolitici, utilizarea An-124 în proiectul național emblematic amenință cu pierderi serioase de reputație. Este greu de imaginat că SUA își duc astronauții pe Lună cu o rachetă franceză, deși erau aliați NATO. Ca confirmare, se poate cita anularea ordinului de adoptare a vehiculelor blindate italiene Lynx [8] , produse în Rusia sub licență, și amânarea achiziției celei de-a doua perechi de Mistrals [9] pentru o perioadă nedeterminată , producția . dintre care trebuiau localizate și la 60 și 80(!) la sută cu transferul tehnologiilor cheie(!). De asemenea, este necesar să menționăm Lansarea comună a Mării Ruso-Ucrainene , un proiect unic al unui cosmodrom ecuatorial plutitor care a fost deja implementat în multe privințe, care nu are analogi tehnici apropiați în 2013, dar este în permanență în pragul falimentului. În ciuda unui istoric și a unor caracteristici solide, nu poate nota nici măcar 4-6 lansări pe an pentru o rentabilitate minimă [10] . Potrivit surselor deschise, în 2013, Makeev Design Bureau se afla în stadiul implementării active a cel puțin 2 proiecte: singura rachetă staționară Skif montată pe jos din lume și un ICBM greu pentru a înlocui R-36M Voevoda . Acest lucru, ținând cont de criza din anii 1990, cel mai probabil va reduce numărul specialiștilor de înaltă calificare care lucrează la Polyot [11] . Datorită faptului că Rusia astăzi nu are o aeronavă națională similară ca capacitate de transport cu Ruslan, perspectivele de implementare a proiectului Air Launch from LV Flight în forma sa actuală până în 2025 par puțin probabile.
Perspective pentru analogi apropiati ai vehiculului de lansare Poljot Pe aeronava de transport rusă Il-476, care are cea mai mare sarcină utilă până în prezent, masa încărcăturii este de 60-65 de tone, deci nu este posibil să plasați un vehicul de lansare de 100 de tone și un container de transport și lansare pentru acesta în interiorul compartimentului de marfă. Dintre aeronavele disponibile, doar Tu-160 are capacitatea de a lua la bordul PN aproximativ 100 de tone, dar din cauza spațiului intern limitat, va trebui să abandoneze lansarea mortarului și să atârne racheta pe o praștie externă. Acest lucru va necesita o schimbare majoră de design. Tu-160 este o aeronavă supersonică, este indicat să se lanseze cu o viteză maximă de peste 2M (viteze ale sunetului) pentru a îmbunătăți performanța energetică. Viteza mare asigură un timp de răspuns mai scurt al sistemului de control la situațiile anormale de abatere de la traiectoria de zbor și. etc. Poate că schimbările vor fi atât de mari încât în acest caz rachetei i se va da un alt nume.
Evaluare generală În ciuda faptului că proiectul Air Launch, precum și în general proiectele de lansare a navelor spațiale de pe avioane de transport greu, sunt foarte atractive din punct de vedere economic, problema tehnică nu a fost pe deplin dezvoltată și necesită fonduri considerabile pentru finalizarea dezvoltare. Dificultăți tehnologice grave sunt cauzate de siguranța echipajului aeronavei de transport. Înainte de aceasta, moartea oamenilor în cazul unor accidente în timpul lansării unui dispozitiv automat era un accident rar. În acest caz, riscul devine norma. Încercările de a crea un UAV pe baza unei aeronave de transport grele sunt asociate cu costuri financiare mari și dificultăți tehnologice. Absența unui partener rus din SRC, creatorul unei aeronave naționale de transport greu cu o capacitate de transport de 150 de tone, și lipsa de înțelegere reciprocă cu Ucraina asupra proiectelor care sunt mult mai importante pentru Rusia, amână posibila începere a operațiunii. a vehiculului de lansare Poljot pentru o perioadă după 2025.

Note