Flyvning (booster)

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 10. februar 2020; checks kræver 6 redigeringer .

"Flight" er et lovende to -trins løfteraket i letklasse med en nyttelastkapacitet på op til 4 tons, designet til at blive opsendt fra hangarskibet An-124VS "Ruslan" (forkortet fra Air Start ) [1] [2] [3] [4] . Hovedkomponenten i ARKCR-projektet er Air Launch . Det er blevet udviklet siden midten af 1990'erne på GRC im. Makeev . I tilfælde af vellykket test og start af drift kan det i fremtiden blive et af de bedste missiler i verden med hensyn til forholdet mellem affyringsmassen og udgangsnyttelasten.

Historie

Ideen om luftlancering dukkede op med begyndelsen af rumalderen. I Rusland blev udviklingen af rumfartssystemer startet tilbage i 1965 af Gleb Lozino-Lozinsky [3] . Fordelene ved en sådan opsendelse var indlysende fra de mest elementære koncepter inden for raketrumteknologi. For eksempel, i henhold til standardflyvecyklogrammet for en tung-klasse løfteraket af Proton-M- typen , sker adskillelsen af den første etape i en højde af 42 km. Massen af det første trin i fyldt tilstand er 460 tons, det vil sige omkring 2/3 af affyringsmassen [5] . Dette betyder, at givet den hypotetiske mulighed for at affyre fra en højde på 42 km, med samme og tilsvarende rettede starthastighed som Proton-M løfteraket ved afslutningen af driften af 1. trins motorerne, er det nok at sende den samme nyttelast ind i samme kredsløb, der vil være "tilbageværende" etaper med en samlet masse på 250 tons i fyldt tilstand. Forholdet mellem nyttelasten og rakettens affyringsmasse vil i dette tilfælde stige med den samme 2/3.

En anden fordel ved en "høj" opsendelse er det lavere atmosfæriske tryk i store højder sammenlignet med jordtryk. I dette tilfælde reduceres den bevægelige rakets luftmodstand, hvilket gør det muligt at reducere brændstofforbruget for at opnå samme hastighed.

Den tredje vigtigste fordel ved opsendelse fra et luftfartsfly er en høj starthastighed på 600–800 km/t [1] , hvilket er ganske opnåeligt med fuld last af hovedtyperne af moderne tunge militære transportfly. Sådanne indikatorer betyder, at raketten allerede ved opsendelsen vil have en starthastighed på omkring 3% af den første rumhastighed , desuden rettet tangentielt til jordens overflade, hvilket letter "spin" af nyttelasten rundt om Jorden .

Historien om Poljot løfteraket

I 1990'erne befandt Makeev State Research Center , som tidligere specialiserede sig i udvikling af ballistiske missiler til ubåde (SLBM'er), sig i en vanskelig situation sammen med andre virksomheder i den russiske forsvarsindustri . Situationen blev også kompliceret af, at selve centret lå i stor afstand fra hovedstaden , hvilket gjorde det vanskeligt at opnå lukrative forsvarskontrakter. Udviklingen af den nye Bulava SLBM blev overdraget til Moskva Institut for Termisk Engineering. Efterladt uden et "indfødt" tema begyndte virksomheden at gøre en indsats for at skabe lovende usædvanlige prøver af raketteknologi med potentielt høj ydeevne. Nogle af dem, ifølge åbne kilder, forbliver uden væsentlige fremskridt i 2013 (f.eks. Rossiyanka -rumfartøjet med en genanvendelig første fase), nogle forberedes til test med gode udsigter til adoption (det eneste missil i verden for skjult stationær bundkamptjeneste , Skif [6] , muligvis en lovende tung mine ICBM [7] ). Blandt de mange ideer, der kommer til udtryk i Design Bureau. Makeev var der ideen om en luftaffyring af Polet-raketten inden for rammerne af Air Launch-projektet fra siden af et tungt transportfly (CH) af typen An-124VS Ruslan.

Konstruktion

Designkoncept Fra 2013 ser ARKKN-projektet "Air Launch" således ud: [1] [2] [3] [4] LV Flight består af 2 etaper, med en samlet opsendelsesvægt i fyldt tilstand på 100 tons og en løfterakettens maksimale masse i 3,5-4 tons. Det første trin bruger NK-43 sustainer raketmotoren , som er en højhøjdemodifikation af den velkendte NK-33- motor , designet til N1 -måneraketten . Petroleum bruges som brændstof på denne familie, flydende oxygen bruges som oxidationsmiddel. Som motoren i andet trin er det meningen, at den skal bruge LRE 11D58M [1] eller RD-0124 [3] , brugt i oxygen-petroleums øvre trin af typen DM RKK Energia eller tredje trin af Soyuz 2.1b -opsendelsen køretøj af henholdsvis Samara TsSKB-Progress .
Opsendelseskoncept Det forudsættes, at forberedelse til opsendelse vil blive udført i jord-MIK, og kontrol og støtte af opsendelsen vil blive udført fra særlige kommandoposter, hvoraf nogle kan være placeret om bord på eskorteflyet eller selve SN. Missilopsendelsen formodes at blive udført ved hjælp af en morteraffyring fra en transport- og affyringsbeholder placeret i lastrummet på AN-124VS. Affyring af mørtel bruges, fordi for langsom udgang kan føre til, at missil hænger fast på elementerne i SN-strukturen, såvel som påvirkninger af skroget og forekomsten af bøjningsbelastninger i den bageste del af skroget. Ifølge ingeniørernes beregninger fører en sådan udvikling af begivenheder til besætningens død med en sandsynlighed tæt på en. Efter adskillelse fra flyet dæmpes løfterakettens hastighed kunstigt af en faldskærm til en værdi, der er 20 m/s mindre end et luftfartsselskabs, så den "flyvende rumhavn" kan bevæge sig til en sikker afstand. Decelerationssystemets anordninger skal også dreje raketten til lodret position, før motorerne startes. I tilfælde af regelmæssig drift udfører rakettrinene outputtet af nyttelasten til en lav referencebane i overensstemmelse med flycyklogrammet, der er forudindlæst i det indbyggede kontrolsystem.
Basisflyvepladser I september 2007 blev der underskrevet en aftale mellem Rusland og Indonesien om brugen af flyvepladsen på øen Biak som baseflyveplads for opsendelser fra ækvatorialregionen [4] . Ydeevneegenskaberne for fly af Ruslan-typen tillader også flyvninger over afstande på op til flere tusinde kilometer med en nyttelast svarende til massen af affyringsbeholderen og raketen med brændstof. Hvis udvikleren formår at løse problemerne med fordampningen af de kryogene komponenter i oxidationsmidlet og holde raketten klar til opsendelse i flere timer, vil flyvninger til næsten ethvert affyringspunkt på kloden fra lufthavne i Rusland blive mulige.
Lanceringsøkonomi Ifølge beregninger fra 2000-2007 skulle omkostningerne ved at lancere et kilo last til LEO ligge i intervallet fra 2,5 [2] til 10 tusind dollars, afhængigt af seriens størrelse, dvs. lancerer. Omkring 10-12 lanceringer om året er nødvendige for at nå den nedre ende af sortimentet. Til sammenligning er omkostningerne ved at lancere en Proton-M til udenlandske kunder omkring 100 millioner dollars. Dette er omkring 4,5 tusinde pr. 1 kg, når det lanceres til en LEO på 200 km. Men protonen bruges hovedsageligt til opsendelse i geotransfer og geostationære baner. RN Polet giver ikke mening i denne sammenhæng at betragte som en konkurrent til tunge løfteraketter. Hovedbanerne for Air Launch-opsendelser ligger under de geostationære.

Projektevaluering

Udsigter for Polet løfteraket På trods af den store efterspørgsel på markedet og de store muligheder, der åbner sig, har projektet tilsyneladende ingen udsigter til at blive implementeret i de næste 10 år (for 2013). Hovedårsagen er problemer med tilpasningen af luftfartøjet og sikring af sikkerheden for flybesætningen ved opsendelsen. I dag opereres kun 4 fly af sammenlignelig størrelse med An-124 i verden. Ud over Ruslan er det Boeing-747 , S-5 Galaxy og A-380 . Vi kan roligt sige, at An-124 er et af de mest unikke og teknisk komplekse fly i verden. Men det betyder, at hele den globale luftfartsindustri endnu ikke har været i stand til fuldt ud at udarbejde så komplekse strukturer. Efter Sovjetunionens sammenbrud forblev Antonov Design Bureau i Ukraine . Mange produktions- og "design"-bånd er blevet brudt, produktionen af An-124 er blevet lukket, Rusland og Ukraine lever under forskellige juridiske love, forfølger forskellige geopolitiske mål. Hele kompleksiteten af situationen fremgår af det faktum, at den fælles produktion af An-70 , et fly, der er meget yngre og nødvendigt for de russiske væbnede styrker , endnu ikke er blevet etableret . Desuden fører Rusland en aktiv politik for at overføre alle forsvarsindustrier til sit territorium, herunder genstart af nygamle industrier og oprettelse af moderudviklingsorganisationer for dem. Eksempler inkluderer oprettelsen af Angara løfteraketfamilien (herunder til at erstatte de nu ukrainske Cyclone og Zenit løfteraketter ), åbningen af produktionen af VK-2500 motorer til helikoptere (til at erstatte TVZ-117 ) og overførslen af Il -76 produktionen stoppede i Tasjkent til Ulyanovsk fra relativt lille modernisering (det såkaldte produkt 476). I en situation, hvor Rusland og Ukraine er geopolitiske konkurrenter, truer brugen af An-124 i det nationale flagskibsprojekt med alvorlige omdømmetab. Det er svært at forestille sig, at USA tager sine astronauter til månen på en fransk raket, selvom de var NATO-allierede. Som bekræftelse kan man nævne annulleringen af ordren om at adoptere de italienske Lynx pansrede køretøjer [8] , produceret i Rusland under licens, og udsættelsen af erhvervelsen af det andet par Mistrals [9] på ubestemt tid , produktionen heraf også skulle lokaliseres til 60 og 80(!) procent med overførsel af nøgleteknologier(!). Det er også nødvendigt at nævne den fælles russisk-ukrainske sølancering , et unikt projekt af et flydende ækvatorial kosmodrom, der allerede er blevet implementeret i mange henseender, som ikke har nogen tætte tekniske analoger i 2013, men konstant er på randen af konkurs. På trods af en solid historie og karakteristika kan den ikke engang score 4-6 lanceringer om året for minimal rentabilitet [10] . Ifølge åbne kilder var Makeev Design Bureau i 2013 i fase med aktiv implementering af mindst 2 projekter: verdens eneste bundmonterede stationære missil Skif og en tung ICBM til at erstatte R-36M Voevoda . Dette, under hensyntagen til krisen i 1990'erne, vil højst sandsynligt reducere antallet af højt kvalificerede specialister, der arbejder på Polyot [11] . På grund af det faktum, at Rusland i dag ikke har et nationalt fly, der i bæreevne svarer til Ruslan, virker udsigterne for gennemførelsen af Air Launch from LV Flight-projektet i sin nuværende form frem til 2025 usandsynlige.
Udsigter til tætte analoger af Poljot løfteraket På det russiske Il-476 transportfly, som har den højeste nyttelast til dato, er nyttelastmassen 60-65 tons, så det er ikke muligt at placere en 100 tons løfteraket og en transport og lanceringscontainer til det inde i lastrummet. Af de tilgængelige fly er det kun Tu-160 , der har evnen til at tage omkring 100 tons ombord på PN, men på grund af den begrænsede indvendige plads, bliver den nødt til at opgive morteraffyringen og hænge raketten på en ekstern slynge. Dette vil kræve en større designændring. Tu-160 er et supersonisk fly, det er tilrådeligt at starte med en maksimal hastighed på mere end 2M (lydhastigheder) for at forbedre energiydelsen. Høj hastighed giver en kortere responstid for kontrolsystemet til unormale situationer med afvigelse fra flyvebanen og. osv. Måske bliver ændringerne så store, at raketten i dette tilfælde får et andet navn.
Generel vurdering På trods af at Air Launch-projektet, såvel som generelt projekter for opsendelse af rumfartøjer fra tunge luftfartsfly, er meget attraktive ud fra et økonomisk synspunkt, er det tekniske spørgsmål ikke fuldt udviklet og kræver betydelige midler til at fuldføre udvikling. Alvorlige teknologiske vanskeligheder er forårsaget af sikkerheden for besætningen på luftfartøjet. Før dette var menneskers død i tilfælde af ulykker under lanceringen af en automatisk enhed en sjælden ulykke. I dette tilfælde bliver risikoen normen. Forsøg på at skabe en UAV baseret på et tungt transportfly er forbundet med store økonomiske omkostninger og teknologiske vanskeligheder. Fraværet af en russisk partner fra SRC, skaberen af et nationalt tungtransportfly med en bæreevne på 150 tons, og manglen på gensidig forståelse med Ukraine om projekter, der er meget vigtigere for Rusland, udskyder den mulige start af driften af Poljot løfteraket i en periode efter 2025.

Noter