Let (posilovač)

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 10. února 2020; kontroly vyžadují 6 úprav .

"Flight" je perspektivní dvoustupňová nosná raketa lehké třídy s nosností až 4 tuny, určená ke startu z letadlové lodi An- 124VS "Ruslan" (zkráceně Air Start ) [1] [2] [3] [4] . Hlavní složkou projektu ARKCR je Air Launch . Vyvíjí se od poloviny 90. let v GRC im. Makejev . V případě úspěšného testování a zahájení provozu se v budoucnu může stát jednou z nejlepších střel na světě, pokud jde o poměr odpalovací hmoty a výstupního užitečného zatížení.

Historie

Myšlenka leteckého startu se objevila s počátkem kosmického věku. V Rusku zahájil vývoj leteckých systémů již v roce 1965 Gleb Lozino-Lozinsky [3] . Výhody takového startu byly zřejmé z nejzákladnějších konceptů raketové kosmické techniky. Například podle standardního letového cyklogramu nosné rakety těžké třídy typu Proton-M dochází k oddělení prvního stupně ve výšce 42 km. Hmotnost prvního stupně v naplněném stavu je 460 tun, tedy asi 2/3 startovací hmotnosti [5] . To znamená, že vzhledem k hypotetické možnosti startu z výšky 42 km, se stejnou a podobně směrovanou počáteční rychlostí, jakou má nosná raketa Proton-M na konci provozu motorů 1. stupně, stačí vypustit stejný náklad na stejnou oběžnou dráhu tam budou „zbývající“ stupně o celkové hmotnosti 250 tun v naplněném stavu. Poměr užitečného zatížení a hmotnosti startu rakety se v tomto případě zvýší o stejné 2/3.

Další výhodou „vysokého“ startu je nižší atmosférický tlak ve vysokých nadmořských výškách ve srovnání s přízemním tlakem. V tomto případě se snižuje odpor vzduchu pohybující se rakety, což umožňuje snížit spotřebu paliva pro dosažení stejné rychlosti.

Třetí nejdůležitější výhodou startu z nosného letadla je vysoká počáteční rychlost 600–800 km/h [1] , která je vcelku dosažitelná při plném zatížení hlavních typů moderních těžkých vojenských dopravních letadel. Takové indikátory znamenají, že již při startu bude mít raketa počáteční rychlost asi 3% první vesmírné rychlosti , navíc nasměrovaná tangenciálně k zemskému povrchu, což usnadňuje „rotování“ užitečného zatížení kolem Země. .

Historie nosné rakety Poljot

V 90. letech se Makejevské státní výzkumné centrum , které se dříve specializovalo na vývoj balistických střel pro ponorky (SLBM), ocitlo spolu s dalšími podniky ruského obranného průmyslu ve složité situaci . Situaci komplikoval i fakt, že samotné centrum se nacházelo ve velké vzdálenosti od hlavního města , což ztěžovalo získávání lukrativních zakázek na obranu. Vývojem nového Bulava SLBM byl pověřen Moskevský institut tepelného inženýrství. Bez „nativního“ tématu se společnost začala snažit vytvořit slibné neobvyklé vzorky raketové technologie s potenciálně vysokým výkonem. Některé z nich podle otevřených zdrojů zůstávají v roce 2013 bez výrazného pokroku (například kosmická nosná raketa Rossiyanka s opakovaně použitelným prvním stupněm), některé jsou připravovány k testování s dobrými vyhlídkami na přijetí (jediná raketa na světě pro skrytá stacionární bojová služba na dně , Skif [6] , možná slibná těžká mina ICBM [7] ). Mezi mnoha nápady vyjádřenými v Design Bureau. Makejev, vznikla myšlenka vzdušného startu nosné rakety Polet v rámci projektu Air Launch ze strany těžkého nosného dopravního letounu (CH) typu An-124VS Ruslan.

Konstrukce

Koncepce designu Od roku 2013 vypadá projekt ARKKN „Air Launch“ takto: [1] [2] [3] [4] LV Flight se skládá ze 2 stupňů, s celkovou startovací hmotností v naplněném stavu 100 tun a maximální hmotnost nosné rakety je 3,5-4 tuny. První stupeň využívá udržovací raketový motor NK-43 , což je výšková modifikace známého motoru NK-33 , určeného pro lunární raketu N1 . Jako palivo se v této rodině používá petrolej, jako okysličovadlo kapalný kyslík. Jako motor druhého stupně má sloužit LRE 11D58M [1] nebo RD-0124 [3] , používaný v kyslíko-petrolejových horních stupních typu DM RKK Energia nebo třetím stupni startu Sojuz 2.1b vozidlo Samara TsSKB-Progress, resp.
Koncepce startu Předpokládá se, že příprava ke startu bude probíhat v pozemním MIK a řízení a podpora startu bude prováděna ze speciálních velitelských stanovišť, z nichž některá mohou být umístěna na palubě doprovodného letadla nebo samotného SN. Odpálení rakety má být provedeno pomocí odpalu minometu z transportního a odpalovacího kontejneru umístěného v nákladovém prostoru AN-124VS. Odpal z minometu se používá proto, že příliš pomalý výjezd může vést k zachycení střely o prvky konstrukce SN a také k nárazům na trup a vzniku ohybového zatížení v zadní části trupu. Podle výpočtů inženýrů vede takový vývoj událostí ke smrti posádky s pravděpodobností blízkou jedné. Po oddělení od letadla je rychlost nosné rakety uměle tlumena padákem na hodnotu o 20 m/s menší než u leteckého dopravce, aby se „létající kosmodrom“ mohl přesunout do bezpečné vzdálenosti. Zařízení zpomalovacího systému musí také raketu otočit do svislé polohy před spuštěním motorů. V případě pravidelného provozu provádějí raketové stupně výstup užitečného zatížení na nízkou referenční oběžnou dráhu v souladu s letovým cyklogramem předem nahraným do palubního řídicího systému.
Základní letiště V září 2007 byla podepsána dohoda mezi Ruskem a Indonésií o využití letiště na ostrově Biak jako základního letiště pro starty z rovníkové oblasti [4] . Výkonnostní charakteristiky letounů typu Ruslan také umožňují lety na vzdálenosti až několik tisíc kilometrů s užitečným zatížením rovným hmotnosti odpalovacího kontejneru a poháněné rakety. Pokud se vývojáři podaří vyřešit problémy s odpařováním kryogenních složek okysličovadla a udržet raketu připravenou ke startu několik hodin, budou možné lety z letišť v Rusku do téměř jakéhokoli místa startu na zeměkouli.
Ekonomika spouštění Podle propočtů z let 2000-2007 by se náklady na vypuštění jednoho kilogramu nákladu na LEO měly pohybovat v rozmezí od 2,5 [2] do 10 tisíc dolarů v závislosti na velikosti série, tedy na počtu spustí. K dosažení spodní hranice rozsahu je potřeba asi 10-12 startů ročně. Pro srovnání, náklady na uvedení jednoho Protonu-M pro zahraniční zákazníky jsou asi 100 milionů dolarů. To je asi 4,5 tisíce na 1 kg při vypuštění na LEO 200 km. Proton se ale používá hlavně pro starty na geotransferové a geostacionární dráhy. RN Polet nemá smysl v této souvislosti považovat za konkurenci těžkých nosných raket. Hlavní oběžné dráhy pro starty Air Launch leží pod geostacionárními.

Hodnocení projektu

Vyhlídky nosné rakety Polet Navzdory vysoké poptávce na trhu a širokým příležitostem, které se otevírají, projekt zjevně nemá vyhlídky na realizaci v příštích 10 letech (pro rok 2013). Hlavním důvodem jsou problémy s adaptací nosného letadla a zajištěním bezpečnosti posádky letadla při startu. Dnes jsou na světě provozována pouze 4 letadla srovnatelné velikosti s An-124. Kromě Ruslanu jde o Boeing-747 , S-5 Galaxy a A-380 . Můžeme bezpečně říci, že An-124 je jedním z nejunikátnějších a technicky nejsložitějších letadel na světě. To ale znamená, že celý světový letecký průmysl ještě nebyl schopen plně vypracovat tak složité struktury. Po rozpadu SSSR zůstal Antonov Design Bureau na Ukrajině . Mnoho výrobních a „designových“ vazeb bylo zpřetrháno, výroba An-124 byla uzavřena, Rusko a Ukrajina žijí pod odlišnými právními zákony, sledují odlišné geopolitické cíle. O celé složitosti situace svědčí skutečnost, že společná výroba An-70 , letounu mnohem mladšího a potřebného pro ruské ozbrojené síly , dosud nebyla zavedena . Rusko navíc prosazuje aktivní politiku přesunu veškerého obranného průmyslu na své území, včetně restartu nových-starých průmyslových odvětví a vytváření pro ně mateřských rozvojových organizací. Příkladem může být vytvoření rodiny nosných raket Angara (včetně náhrady nyní ukrajinských nosných raket Cyclone a Zenit ), zahájení výroby motorů VK-2500 pro vrtulníky (náhrada TVZ-117 ) a převod Il . Výroba -76 se zastavila v Taškentu až po Uljanovsk z relativně malé modernizace (tzv. produkt 476). V situaci, kdy jsou Rusko a Ukrajina geopolitickými konkurenty, hrozí použití An-124 ve vlajkové lodi národního projektu vážné ztráty na pověsti. Je těžké si představit, že by USA vzaly své astronauty na Měsíc na francouzské raketě, přestože byli spojenci NATO. Jako potvrzení lze uvést zrušení objednávky na převzetí italských obrněných vozidel Lynx [8] , vyráběných v Rusku v licenci, a odložení pořízení druhého páru Mistralů [9] na dobu neurčitou , výroba z toho také muselo být lokalizováno na 60 a 80(!) procentech s převodem klíčových technologií(!). Nutno zmínit také společný rusko-ukrajinský Sea Launch , v mnoha ohledech již realizovaný unikátní projekt plovoucího rovníkového kosmodromu, který nemá v roce 2013 blízké technické obdoby, ale neustále je na pokraji bankrotu. Navzdory solidní historii a vlastnostem nemůže dosáhnout ani 4–6 uvedení ročně na minimální ziskovost [10] . Podle otevřených zdrojů byla Makeev Design Bureau v roce 2013 ve fázi aktivní realizace minimálně 2 projektů: jediné na světě dole umístěné stacionární rakety Skif a těžké ICBM, která měla nahradit R-36M Voevoda . To s přihlédnutím ke krizi 90. let s největší pravděpodobností sníží počet vysoce kvalifikovaných specialistů pracujících na Polyotu [11] . Vzhledem k tomu, že Rusko dnes nemá národní letadlo podobné nosnosti jako Ruslan, zdají se vyhlídky na realizaci projektu Air Launch from LV Flight v jeho současné podobě do roku 2025 nepravděpodobné.
Vyhlídky na blízké obdoby nosné rakety Poljot Na ruském dopravním letounu Il-476, který má dosud nejvyšší užitečné zatížení, je hmotnost užitečného zatížení 60-65 tun, takže není možné umístit 100tunové nosné rakety a přepravujte a vypouštějte kontejner uvnitř nákladového prostoru. Z dostupných letounů má pouze Tu-160 schopnost vzít na palubu PN asi 100 tun, ale kvůli omezenému vnitřnímu prostoru bude muset opustit start minometu a zavěsit raketu na vnější závěs. To bude vyžadovat zásadní změnu designu. Tu-160 je nadzvukový letoun, je vhodné startovat maximální rychlostí vyšší než 2M (rychlosti zvuku) pro zlepšení energetického výkonu. Vysoká rychlost zajišťuje kratší dobu odezvy řídicího systému na abnormální situace odchylky od dráhy letu a. atd. Snad budou změny tak velké, že v tomto případě dostane raketa jiné jméno.
Obecné zhodnocení Přestože projekt Air Launch, stejně jako obecně projekty vypouštění kosmických lodí z těžkých nosných letadel, jsou z ekonomického hlediska velmi atraktivní, technická problematika není plně rozvinuta a vyžaduje značné finanční prostředky na dokončení projektu. rozvoj. Vážné technologické potíže způsobuje bezpečnost posádky nosného letadla. Předtím byla smrt lidí v případě nehod při spouštění automatického zařízení vzácnou nehodou. V tomto případě se riziko stává normou. Pokusy vytvořit UAV na bázi těžkého dopravního letadla jsou spojeny s velkými finančními náklady a technologickými potížemi. Absence ruského partnera z SRC, tvůrce národního těžkého dopravního letounu s nosností 150 tun, a nedostatek vzájemného porozumění s Ukrajinou na projektech, které jsou pro Rusko mnohem důležitější, oddaluje možné zahájení provozu nosné rakety Poljot na období po roce 2025.

Poznámky