Repülés (erősítő)

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2020. február 10-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 6 szerkesztést igényelnek .

A "Flight" egy ígéretes kétlépcsős könnyű osztályú hordozórakéta , legfeljebb 4 tonna hasznos teherbírással, amelyet az An-124VS "Ruslan" (rövidítve Air Start ) repülőgép-hordozóról való indításhoz terveztek [1] [2] [3] [4] . Az ARKCR projekt fő összetevője az Air Launch . Az 1990-es évek közepe óta fejlesztették ki a GRC im. Makeev . Sikeres tesztelés és üzembe helyezés esetén a jövőben a világ egyik legjobb rakétájává válhat az indítótömeg és a kimenő hasznos teher arányát tekintve.

Történelem

A légi kilövés ötlete az űrkorszak kezdetével jelent meg. Oroszországban a repülőgép-rendszerek fejlesztését még 1965-ben Gleb Lozino-Lozinsky [3] kezdte el . Az ilyen kilövés előnyei nyilvánvalóak voltak a rakéta-űrtechnológia legalapvetőbb koncepcióiból. Például egy Proton-M típusú nehéz osztályú hordozórakéta szabványos repülési cikogramja szerint az első szakasz szétválasztása 42 km magasságban történik. Az első fokozat tömege feltöltött állapotban 460 tonna, vagyis az indítótömeg mintegy 2/3-a [5] . Ez azt jelenti, hogy a 42 km-es magasságból, a Proton-M hordozórakétával megegyező és hasonló irányú kezdeti sebességgel történő kilövés feltételezett lehetőségét figyelembe véve az I. fokozat hajtóművei működésének végén elegendő ugyanazt a rakományt ugyanarra a pályára indítani, ott lesznek "maradó" szakaszok 250 tonna össztömeggel töltött állapotban. A rakéta hasznos teherének és kilövési tömegének aránya ebben az esetben ugyanekkora 2/3-al nő.

A "magas" kilövés másik előnye, hogy nagy magasságban alacsonyabb a légköri nyomás a talajnyomáshoz képest. Ebben az esetben a mozgó rakéta légellenállása csökken, ami lehetővé teszi az üzemanyag-fogyasztás csökkentését az azonos sebesség eléréséhez.

A hordozó repülőgépről való kilövés harmadik legfontosabb előnye a nagy, 600-800 km/h-s kezdeti sebesség [1] , ami a modern nehéz katonai szállító repülőgépek főbb típusainak teljes rakodásával is elérhető. Az ilyen mutatók azt jelentik, hogy a rakéta kezdeti sebessége már az induláskor az első űrsebesség körülbelül 3%-a lesz , ráadásul érintőlegesen a földfelszínre irányul, ami megkönnyíti a hasznos teher Föld körüli "pörgését". .

A Poljot hordozórakéta története

Az 1990-es években a Makeev Állami Kutatóközpont , amely korábban tengeralattjárók ballisztikus rakétáinak (SLBM) fejlesztésére szakosodott, az orosz védelmi ipar más vállalataival együtt nehéz helyzetbe került . A helyzetet az is bonyolította, hogy maga a központ a fővárostól nagy távolságra volt , ami megnehezítette a jövedelmező védelmi szerződések megszerzését. Az új Bulava SLBM fejlesztését a Moszkvai Hőmérnöki Intézetre bízták. A „natív” téma nélkül a vállalat erőfeszítéseket tett a rakétatechnológia ígéretes, szokatlan mintáinak létrehozására, amelyek potenciálisan nagy teljesítményűek. Némelyikük nyílt források szerint 2013-ban jelentős előrelépés nélkül marad (például a Rossiyanka űrhordozórakéta újrafelhasználható első fokozattal), néhányukat jó kilátásokkal készítik elő a tesztelésre (az egyetlen rakéta a világon titkos helyhez kötött fenékharc szolgálat , Skif [6] , esetleg egy ígéretes nehézakna ICBM [7] ). A Tervezőirodában megfogalmazott sok ötlet között. Makeevnél felmerült a Polet hordozórakéta légi indításának ötlete az Air Launch projekt keretében egy An-124VS Ruslan típusú nehézhordozó szállító repülőgép (CH) oldaláról.

Építkezés

Tervezési koncepció 2013-ban az ARKKN "Légi indítás" projekt így néz ki: [1] [2] [3] [4] Az LV-repülés 2 szakaszból áll, a teljes kilövési tömeg 100 tonna töltött állapotban, és egy a hordozórakéta maximális tömege 3,5-4 tonna. Az első szakaszban az NK-43 sustainer rakétamotort használják , amely a jól ismert NK-33 hajtómű nagy magasságban történő módosítása , amelyet az N1 holdrakétához terveztek . Ebben a családban üzemanyagként kerozint, oxidálószerként folyékony oxigént használnak. A második fokozat motorjaként az LRE 11D58M [1] vagy az RD-0124 [3] motort kell használnia, amelyet a DM RKK Energia típusú oxigén-kerozin felső szakaszaiban vagy a Szojuz 2.1b indítás harmadik szakaszában használnak. a Samara TsSKB-Progress járművét, ill.
Indítási koncepció Feltételezhető, hogy a kilövés előkészítése a földi MIK-ben történik, a kilövés irányítása és támogatása pedig speciális parancsnoki állomásokról történik, amelyek egy része a kísérőrepülőgép vagy magán az SN fedélzetén található. A rakétaindítást az AN-124VS rakterében elhelyezett szállító- és kilövőkonténerből való habarcslövéssel kell végrehajtani. A habarcsindítást azért alkalmazzák, mert a túl lassú kilépés a rakéta beakadásához vezethet az SN szerkezet elemein, valamint a hajótestet érő ütközésekhez és a törzs hátsó részének hajlítási terheléséhez vezethet. A mérnökök számításai szerint az események ilyen alakulása közel egy valószínűséggel a legénység halálához vezet. A repülőgépről való leválasztás után a hordozórakéta sebességét ejtőernyővel mesterségesen 20 m/s-al kisebb értékre csillapítják, mint egy légi fuvarozóé, így a „repülő űrkikötő” biztonságos távolságra tud mozdulni. A lassító rendszer készülékeinek a hajtóművek beindítása előtt függőleges helyzetbe is kell fordítaniuk a rakétát. Szabályos üzemelés esetén a rakétafokozatok a hasznos teher kibocsátását alacsony referenciapályára végzik a fedélzeti vezérlőrendszerbe előre betöltött repülési cikogramnak megfelelően.
Bázisrepülőterek 2007 szeptemberében Oroszország és Indonézia megállapodást írt alá a Biak szigetén található repülőtér bázisrepülőtérként való használatáról az egyenlítői régióból történő kilövésekhez [ 4] . A Ruslan típusú repülőgépek teljesítményjellemzői akár több ezer kilométeres távolságra is lehetővé teszik az indítókonténer és a tüzelésű rakéta tömegével megegyező rakományú repülést. Ha a fejlesztőnek sikerül megoldania az oxidálószer kriogén komponenseinek elpárologtatásával és a rakéta több órán keresztüli kilövésre készen tartásával kapcsolatos problémákat, akkor az oroszországi repülőterekről a földgolyó szinte bármelyik kilövőpontjára lehet repülni.
Indítási gazdaságosság A 2000-2007 közötti számítások szerint egy kilogramm rakomány LEO-ba szállításának költsége 2,5 [2] és 10 ezer dollár közötti tartományban kell, hogy legyen, a sorozat méretétől, azaz a rakományok számától függően. elindítja. Évente körülbelül 10-12 indítás szükséges a tartomány alsó határának eléréséhez. Összehasonlításképpen: egy Proton-M bevezetésének költsége a külföldi ügyfelek számára körülbelül 100 millió dollár. Ez körülbelül 4,5 ezer 1 kg-onként 200 km-es LEO-ra indítva. De a Protont főként geotranszfer és geostacionárius pályákra való kilövésre használják. Az RN Polet ebben az összefüggésben nincs értelme a nehéz hordozórakéták versenytársának tekinteni. Az Air Launch kilövések fő pályái a geostacionáriusok alatt vannak.

Projekt értékelés

A Polet hordozórakéta kilátásai A nagy piaci kereslet és a megnyíló lehetőségek ellenére a projektnek láthatóan nincs kilátása a következő 10 évben (2013-ra) a megvalósításra. A fő ok a hordozó repülőgépek adaptálásával és a repülőgép-személyzet biztonságának biztosításával kapcsolatos problémák az induláskor. Ma már csak 4, az An-124-hez hasonló méretű repülőgépet üzemeltetnek a világon. A Ruslan mellett ezek a Boeing-747 , az S-5 Galaxy és az A-380 . Nyugodtan kijelenthetjük, hogy az An-124 a világ egyik legegyedibb és műszakilag legbonyolultabb repülőgépe. Ez azonban azt jelenti, hogy az egész globális légiközlekedési ipar még nem volt képes teljes mértékben kidolgozni ilyen összetett struktúrákat. A Szovjetunió összeomlása után az Antonov Tervező Iroda Ukrajnában maradt . Számos gyártási és "tervezési" kapcsolat megszakadt, az An-124 gyártását leállították, Oroszország és Ukrajna eltérő törvények szerint él, eltérő geopolitikai célokat követ. A helyzet teljes összetettségét bizonyítja, hogy az orosz fegyveres erők számára sokkal fiatalabb és szükséges An-70-es repülőgép közös gyártása még nem született meg . Ezen túlmenően Oroszország aktív politikát folytat az összes védelmi ipart a területére való áthelyezése érdekében, beleértve a régi-új iparágak újraindítását és a számukra megfelelő fejlesztési szervezetek létrehozását. Ilyen például az Angara hordozórakéta-család létrehozása (beleértve a mára ukrán Cyclone és Zenit hordozórakéták leváltását), a helikopterek VK-2500- as hajtóműveinek gyártásának megnyitása ( a TVZ-117 helyett) és az Il átadása. -76 A termelés leállt Taskentben Uljanovszkig viszonylag kis korszerűsítésből ( az ún. 476-os termék). Egy olyan helyzetben, ahol Oroszország és Ukrajna geopolitikai versenytársak, az An-124-es zászlóshajó nemzeti projektben való felhasználása komoly hírnévvesztéssel fenyeget. Nehéz elképzelni, hogy az USA egy francia rakétával vigye fel űrhajósait a Holdra, pedig NATO-szövetségesek voltak. Megerősítésként megemlíthető az Oroszországban licenc alapján gyártott olasz Lynx páncélozott járművek [8] átvételi parancsának törlése, valamint a második pár Mistral [9] beszerzésének határozatlan időre történő elhalasztása , a gyártás . amelynek szintén 60 és 80(!) százalékon kellett lokalizálni a kulcstechnológiák(!) átadásával. Meg kell még említeni a közös Orosz-Ukrán tengeri kilövést , az úszó egyenlítői kozmodrom sok tekintetben már megvalósult egyedülálló projektjét, amelynek 2013-ban nincs közeli műszaki analógja, de folyamatosan a csőd szélén áll. Szilárd múltja és jellemzői ellenére még évi 4-6 indítást sem tud elérni a minimális jövedelmezőség érdekében [10] . Nyílt források szerint 2013-ban a Makeev Design Bureau legalább 2 projekt aktív megvalósításának szakaszában volt: a világ egyetlen fenékre szerelt Skif rakétája és egy nehéz ICBM az R-36M Voevoda helyére . Ez, figyelembe véve a 90-es évek válságát, nagy valószínűséggel csökkenti a Polyot-on dolgozó magasan képzett szakemberek számát [11] . Tekintettel arra, hogy Oroszország ma nem rendelkezik a Ruslanhoz hasonló teherbírású nemzeti repülőgéppel, az Air Launch from LV Flight projekt jelenlegi formájában való megvalósítása 2025-ig valószínűtlennek tűnik.
A Poljot hordozórakéta közeli analógjainak kilátásai Az eddig legnagyobb hasznos teherbírású orosz Il-476 szállítórepülőgépen a rakomány tömege 60-65 tonna, így nem lehet 100 tonnás hordozórakétát és egy szállítására és indítására szolgáló konténer a raktérben. A rendelkezésre álló repülőgépek közül csak a Tu-160 képes körülbelül 100 tonna PN fedélzetére venni, de a korlátozott belső tér miatt fel kell hagynia a habarcsindítással, és a rakétát külső hevederre kell akasztania. Ehhez jelentős tervezési változtatásra lesz szükség. A Tu-160 szuperszonikus repülőgép, az energiateljesítmény javítása érdekében célszerű 2M-nél (hangsebességnél) nagyobb maximális sebességgel indítani . A nagy sebesség rövidebb reakcióidőt biztosít a vezérlőrendszer számára a repülési útvonaltól való eltérések és a rendellenes helyzetek esetén. stb. Talán olyan nagyok lesznek a változások, hogy ebben az esetben a rakéta más nevet kap.
Általános értékelés Annak ellenére, hogy az Air Launch projekt, valamint az űrhajók nehéz hordozó repülőgépekről történő kilövésére irányuló általános projektek gazdasági szempontból nagyon vonzóak, a műszaki kérdés még nem teljesen kidolgozott, és jelentős pénzeszközöket igényel a fejlődés. Komoly technológiai nehézségeket okoz a hordozó repülőgép személyzetének biztonsága. Ezt megelőzően ritka baleset volt az emberek halála egy automata indításakor bekövetkezett balesetben. Ebben az esetben a kockázat normává válik. A nehéz szállítórepülőgépen alapuló UAV létrehozására tett kísérletek nagy pénzügyi költségekkel és technológiai nehézségekkel járnak. Az orosz partner hiánya az SRC-ből, a 150 tonnás teherbírású nemzeti nehézszállító repülőgép megalkotója, valamint az Ukrajnával való kölcsönös megértés hiánya az Oroszország számára sokkal fontosabb projektekben, elhalasztja a működés lehetséges megkezdését. a Poljot hordozórakéta 2025 utáni időszakra.

Jegyzetek