Ракета с крыльями космос

Началось создание российской возвращаемой ступени ракеты с поворотным крылом

Фонд перспективных исследований принял решение о начале работ по созданию первого уменьшенного летного демонстратора российской многоразовой ступени ракеты «Крыло-СВ», сообщает «РИА Новости». Ступень после отделения от ракеты будет разворачивать крыло, включать турбореактивный двигатель и садиться на взлетно-посадочную полосу в режиме самолета.

Среди использующихся на сегодняшний день ракет только Falcon 9 и Falcon Heavy имеют многоразовую первую ступень — после отделения она садится на баржу в море или космодром с помощью своих двигателей. Благодаря повторному использованию ступеней себестоимость запусков существенно снижается. После того, как SpaceX показала применимость такого подхода (компания посадила уже почти 50 первых ступеней) и его преимущества, многие другие компании и государственные агентства заявили о разработке своих проектов частично многоразовых ракет.

Большая часть из них собирается повторить схему SpaceX с вертикальной посадкой исключительно за счет двигателей ступени, но российские разработчики решили вместо этого использовать схему с посадкой самолетного типа, которая применялась в закрытом проекте «Байкал». Она подразумевает, что первая ступень «Крыло-СВ» будет иметь жидкостный ракетный двигатель для ускорения ракеты, а также турбореактивный двигатель и крыло. После отделения от второй ступени первая ступень будет поворачивать крыло и включать турбореактивный двигатель, а затем садиться на аэродром. В качестве основного в ракете будет применяться метан-кислородный двигатель, который можно будет использовать для 50 полетов.

Кадр из передачи «Утро России», 2002 год

Недавно от частично похожего проекта отказался Boeing. Компания по заказу DARPA разрабатывала связку из многоразового космоплана и небольшой относительно его размеров второй ступени. Планировалось, что после выхода на большую высоту вторая ступень отделялась бы и продолжала полет на орбиту, а космоплан возвращался в атмосферу и приземлялся на взлетно-посадочную полосу.

Помимо реактивной посадки и посадки в самолетном режиме есть также третья схема, которая подразумевает возврат части ракеты на парашюте, а затем захват парашюта в полете с помощью вертолета. Rocket Lab и ULA планируют использовать этот метод для своих перспективных ракет Electron и Vulcan, соответственно. Главное отличие заключается в том, что Rocket Lab планирует возвращать всю первую ступень, а ULA будет отделять от ступени двигательный блок и возвращать только его, потому что на него приходится большая часть себестоимости первой ступени.

Свежее

Низкое напряжение сделало жидкое зеркало матовым и обратно

Нейросеть Facebook научилась копировать стиль текста с одного примера

Принятой за крошечного динозавра ящерице из бирманского янтаря нашли близкого родственника

Археологи разобрались в технологии изготовления ксоанов из святилища богини Мефитис

Палеогенетики секвенировали ДНК из курганов катакомбной культуры в Калмыкии

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

На крыльях в космос: история космопланов

История работ над проектами различных многоразовых авиационно-космических систем насчитывает не один десяток лет. В апреле 1981 года состоялся первый полет на орбиту американского Space Shuttle, а чуть позже в космос полетел крылатый «Буран».

Сегодня многие связывают развитие пилотируемой программы именно с созданием космопланов. Обсуждаются такие проекты и у нас в стране. Тем более, что Россия обладает для этого отличным техническим заделом – успешно реализованной программой «Энергия-Буран».

Космический взлет «по-самолетному»

Практически сразу после первых полетов в космос появилась идея использования крылатых космических кораблей. Разработка самолетов, способных подниматься на большие высоты и выходить в космос, началась еще раньше – в конце 1950-х годов. Первым таким реализованным проектом стал американский гиперзвуковой самолет-ракетоплан North American X-15. Считается, что в 1959 году он взлетел так высоко, что оказался в космическом пространстве.

Впрочем, здесь следует уточнить, что этот факт во многом зависит от того, что именно понимать под космосом. По американским стандартам North American X-15 и его пилоты побывали в космосе 13 раз, потому что именно столько раз они поднимались на высоту более 80 км. По международным законам – только два раза, потому что согласно Международной авиационной федерации (ФАИ) космическим считается полет на высоте от 100 км над уровнем моря. При таких условиях летательный аппарат может стать искусственным спутником планеты, то есть крутиться по орбите вокруг Земли. Спутникам, как известно, крылья не нужны, а вот космическому кораблю они бы не помешали. Так посчитали специалисты NASA и в октябре 1968 года с идеей создания такого корабля обратились к американским космическим компаниям.

Считалось, что многоразовая космическая система в первую очередь позволить значительно снизить расходы на каждый пуск и стоимость полезного груза, выведенного на орбиту. В США началась работа над созданием многоразовой системой, которая получила название «Спейс шаттл» (Space Shuttle).

Первым прототипом «Спейс шаттла» стал «Энтерпрайз», названный так в честь корабля из популярного фантастического сериала Star Trek. Как и корабль из сериала, шаттл «Энтерпрайз» в настоящий космос не полетел, но позволил провести важные испытания на Земле.

Пуск «Колумбии». Фото: NASA / wikipedia.org

Первым действующим космическим челноком стала «Колумбия», чей полет состоялся 12 апреля 1981 года. В этом фактически испытательном пуске, рискуя жизнью, приняли участие два астронавта. Тогда все сложилось удачно. Трагедия с «Колумбией» случилась гораздо позже – в 2003 году на 28 пуске. При крушении погибли семь членов экипажа. Такая же судьба была и у второго космического челнока – «Челленджера». Он выдержал девять пусков, а в 1986 году при своем десятом запуске разбился с восемью астронавтами на борту.

Последний полет по программе «Спейс Шаттл» состоялся в 2011 году. Всего за 30 лет использования шаттлы совершили 135 космических путешествий. Каждая такая поездка обходилась в немаленькую сумму – от 500 млн до 1,3 млрд долларов, а каждый килограмм «космического багажа» стоил около 15 тыс. долларов. В то же время наша одноразовая ракета «Союз» выводила в космос грузы по цене примерно в два-три раза дешевле. Программа «Спейс Шаттл» планировалась как коммерчески выгодная, а в итоге стоимость доставки грузов на орбиту на американских шаттлах оказалась самой высокой за всю историю космических полетов.

«Буран», опередивший время

Неудивительно, что космическая гонка между США и СССР не смогла обойти идею многоразовых космических систем. Наблюдая за деятельностью американских коллег, советские конструкторы обсуждали этот вопрос на самом высоком уровне. Идею крылатых космических кораблей активно продвигало ОКБ-52 во главе с Владимиром Николаевичем Челомеем. В Кремле они представляли свои предложения по созданию космоплана для полета к Марсу и Венере, а также разработке пилотируемых и беспилотных ракетопланов для околоземных полетов.

При этом сама идея возвращения из космоса на крыле находила поддержку не у всех конструкторов. К примеру, Сергей Павлович Королев допускал, что крылатый космоплан может быть незаменимым, например, при посадке на Марс. Но что касается околоземных полетов, то «дорого таскать крылья в космос».

Тем не менее в СССР в 1973 году началась разработка многоразовой космической системы «Энергия-Буран». Специально для реализации программы было создано НПО «Молния» (с 2018 года это объединение входит в группу компаний «Калашников» и продолжает работы по авиационно-космической тематике). Главным конструктором «Молнии» был назначен Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский, до этого занимавшийся проектом «Спираль», в рамках которого разрабатывался орбитальный самолет. «Спираль» не получила поддержки у советского руководства и Лозино-Лозинского переориентировали на создание «Бурана».

Г.Е. Лозино-Лозинский (третий слева) показывает процесс сборки «Бурана» правительственной делегации

Работу над «Бураном» можно назвать самой масштабной космической стройкой в истории страны. В ней приняли участие более тысячи предприятий, многие из которых сегодня входят в состав Ростеха. В программе «Буран» большую роль играл Летно-исследовательский институт им. М.М. Громова (ЛИИ им. Громова), входящий сейчас в Объединенную авиастроительную корпорацию (ОАК). Здесь испытывалась автоматическая система управления, принципиально отличающая «Буран» от челноков пилотируемых человеком.

НПО «Молния» совместно с НПО «Энергия» и ЛИИ им. Громова разработали и построили летно-моделирующие стенды, пункт управления летным экспериментом, несколько летающих лабораторий. Атмосферный участок полета «Бурана» отрабатывался на созданной в НПО «Молния» летающей лаборатории БТС-002 – полноразмерной копии орбитального космического корабля с дополнительными турбореактивными двигателями. Более 20 полетов на БТС-002 как в ручном, так и в полностью автоматическом режиме были выполнены летчиками-испытателями ЛИИ им. Громова.

Остекление кабины и композитные детали «Бурана» были изготовлены на ОНПП «Технология». Тогда специалистами предприятия был изобретен инновационный материал гравимол, способный выдержать до +1650 °С. Можно сказать, что участие «Технологии» в проекте «Энергия-Буран» заложило основы композитного производства у нас в стране.

Кабина «Бурана» разрабатывалась специалистами Экспериментального машиностроительного завода им. В.М. Мясищева, который сегодня входит в Объединенную авиастроительную корпорацию (ОАК). Здесь же была предложена и создана уникальная система ВМ-Т для транспортировки планера космического челнока и крупногабаритных агрегатов по проекту «Энергия-Буран». В течении нескольких лет транспортные самолеты ВМ-Т «Атлант» совершили более 150 полетов, обеспечивая проведение наземных испытаний, а затем и сам космический полет.

Уникальная парашютная система космоплана была создана в НИИ парашютостроения (холдинг «Технодинамика» ). Специалистами НИИ авиационного оборудования (ныне в составе КРЭТ ) были разработаны комплексы приборной панели корабля, а посадку «Бурана» обеспечили системы производства другого предприятия КРЭТ – «Аэроприбор-Восход».

Приземление «Бурана» на аэродроме Юбилейный 15 ноября 1988 г.

В результате, 15 ноября 1988 года с космодрома Байконур ракета-носитель «Энергия» вывела космический корабль на околоземную орбиту. «Буран» два раза обогнул планету и приземлился на аэродроме «Юбилейный». Визуально посадка «Бурана» ничем не отличалась от приземления американских челноков. Однако «Буран» произвел свой полет и посадку полностью в автоматическом режиме – советским «шаттлом» управлял не экипаж, а бортовой вычислительный комплекс. Автоматический полет «Бурана» попал на страницы Книги рекордов Гиннесса и до сих пор этот рекорд не побит. К сожалению, первый полет «Бурана» стал и последним.

Подробно о том, как развивалась программа «Энергия-Буран» и чем она удивила весь мир, читайте в этой статье .

Планы для космоплана

На заре создания многоразовых авиационно-космических систем их основным назначением считался менее затратный и более оперативный по сравнению с одноразовыми ракетами доступ в космос. Но, как оказалось, проектирование такой технически сложной системы весьма затратно, да и эксплуатация не всегда экономически выгодна.

В наши дни современные технологии могут предоставить новые возможности космическому взлету «по-самолетному». Это не только организация доставки грузов на орбиту и обратно на Землю. Рассматриваются такие возможности, как трансконтинентальные перелеты, а также развитие космического туризма с пребыванием на орбите в течение нескольких дней и возвращением на аэродром вылета.

фото: Ralf Manteufel / wikimedia.org

Создание авиационно-космических систем сможет стать своего рода платформой для реализации прорывных решений. Проект такого масштаба способен аккумулировать в себе практически весь научный и промышленный потенциал страны с последующим внедрением новых технологий во многих секторах экономики. Такой была и программа «Энергия-Буран», в ходе выполнения которой была создана разнообразная номенклатура военных и гражданских разработок. Сотни этих решений нашли применение в различных сферах. К примеру, системы автоматического пилотирования, разработанные для космоплана, используются в современных истребителях и беспилотниках. Ну и, конечно, они могут стать базой при разработке нового российского космоплана – тема многоразовых крылатых космических кораблей продолжает развиваться.

События, связанные с этим

Телескоп «ТАЛ-Вега»: расширяя горизонты

От ракеты до «Кометы»: самые знаковые проекты «Технологии»

Источник

Российская многоразовая ракета «Крыло-СВ» представлена в виде макета

В военном технополисе «Эра», по сообщению «РИА Новости», представлен макет первой российской крылатой многоразовой ракеты-носителя, создающейся по проекту «Крыло-СВ».

В 2018 году, напомним, Фонд перспективных исследований (ФПИ) завершил работы по определению технического облика ракеты-носителя лёгкого класса с крылатым возвращаемым блоком. Система «Крыло-СВ» предназначена для вывода на солнечно-синхронную орбиту полезной нагрузки до 600 килограммов.

Длина ракеты составит около 6 метров, диаметр — 0,8 метра. В качестве силового агрегата планируется задействовать многоразовый жидкостный реактивный двигатель. Схема работы предусматривает отделение первой ступени на высоте 59–66 километров и её возвращение в район старта с посадкой на обычную взлётно-посадочную полосу.

Итак, сообщается, что представленный макет носителя имеет высоту чуть больше человеческого роста, то есть около двух метров. Он получил бело-голубое цветовое оформление. На корпус нанесены логотипы ФПИ, Роскосмоса, Объединённой авиастроительной корпорации и головного научного института ракетно-космической отрасли России ЦНИИмаша.

Добавим, что тестовые пуски планируется производить с полигона Капустин Яр в сторону Каспийского моря. Начало испытаний демонстратора намечено на 2021–2022 гг. При этом первый полёт ракеты с космодрома с возвращением на Землю будет осуществлён не ранее 2023 года.

Источник