Projekt zrakoplovno -svemirskog sustava "Blizzard"

Projekt zrakoplovno -svemirskog sustava "Blizzard"
Projekt zrakoplovno -svemirskog sustava "Blizzard"

Video: Projekt zrakoplovno -svemirskog sustava "Blizzard"

Video: Projekt zrakoplovno -svemirskog sustava "Blizzard"
Video: Обнародованный боевой дрон-невидимка X-47B ВМС США шокировал Россию 2024, Ožujak
Anonim

Posljednjih godina razvoj privatnih tvrtki koje posluju u zrakoplovnoj industriji izazvao je poseban interes stručnjaka i šire javnosti. Brojne strane organizacije ove vrste već su predstavile nekoliko različitih dizajna različitih klasa s različitim karakteristikama. Slične organizacije djeluju i u našoj zemlji. Do danas su predstavljeni neki novi pomaci u ovom području. Tako je tvrtka Lin Industrial predstavila projekt zrakoplovnog sustava Vyuga.

Projekt zrakoplovnog sustava Vyuga (AKS) razvila je moskovska tvrtka Lin Industrial, radeći uz pomoć Zaklade Skolkovo, na zahtjev neimenovanog kupca. Cilj projekta bio je razraditi izgled dvostupanjskog sustava za višekratnu uporabu dizajniranog za stavljanje ljudi i raznih tereta u orbitu. Istodobno, zbog ograničene nosivosti sustava, provedba različitih znanstvenih studija itd. Smatra se glavnim zadatkom. Osim toga, nije isključena vojna uporaba sustava u svrhu izvođenja izviđanja ili kao nosač visokopreciznog naoružanja.

U predloženom obliku, sustav "Blizzard" ima niz karakterističnih prednosti. Omogućuje potpunu ponovnu upotrebu svih komponenti sustava, uporabu postojećih zrakoplova -nosača, mogućnost postavljanja tereta u orbite u širokom rasponu nagiba, kao i sigurnost okoliša. Osim toga, upotreba zrakoplova -nosača omogućuje lansiranje korisnog tereta iz različitih regija planeta, uključujući i one koji polijeću s teritorija zemlje kupca.

Slika
Slika

Opći pogled na AKS "Blizzard" prije polijetanja

Projekt Vyuga AKS uključuje uporabu kompleksa koji se sastoji od tri glavne komponente. Glavni element koji osigurava performanse ostatka je zrakoplov -nosač sa kompletom nosača za prijevoz ostatka opreme. Predlaže se i uporaba prve faze s raketnim motorima, koja je odgovorna za ubrzanje tzv. orbitalni stadij. Potonji je aparat sposoban letjeti u atmosferi i izvan nje. Svi elementi kompleksa "Blizzard" moraju se moći vratiti u bazu.

Prema riječima organizatora-programera, stvaranje Vyuga AKS-a započelo je proučavanjem dostupnih sposobnosti i određivanjem parametara potrebne opreme. Dakle, nosivost kompleksa određena je na razini od 450 kg, dovedena do niskog opterećenja blizu zemlje. Napominje se da tehnološki sateliti tipa "Photon" imaju slične parametre nosivosti. Nadalje, uzimajući u obzir proračune za različite elemente kompleksa, utvrđen je raspon potencijalnih nositelja sustava.

Odlučeno je napustiti vojno-transportne zrakoplove An-124 "Ruslan" i An-225 "Mriya" zbog prevelike nosivosti. Nosač projektila Tu-160 nije odgovarao zbog malog broja postojećih vozila ovog tipa. Kao rezultat toga, razmatrani su samo zrakoplovi M-55X Geofizika, MiG-31 i Il-76. Daljnji izračuni pokazali su da se Geofizika i MiG-31 ne mogu koristiti kao potisni zrakoplov za zrakoplovno-svemirski sustav. Ovi zrakoplovi imaju visoki praktični strop, ali nemaju dovoljno nosivosti. Njihovom uporabom nosivost "Blizzarda" nije mogla prelaziti 50-60 kg, što nije odgovaralo izvornim izračunima.

Slika
Slika

Shema montaže

Tako je jedini prikladni nosač za sustav bio vojni transportni zrakoplov Il-76. Međutim, čak ni u ovom slučaju nisu sve značajke dizajna omogućile upotrebu tehnike bez ikakvih izmjena. Proračuni su pokazali da je za prijevoz i lansiranje booster i orbitalnih stupnjeva zrakoplovu potrebno strukturno pojačanje i ugradnja neke nove opreme. Takve su izmjene omogućile potpuno ostvarenje postojećih prednosti u obliku velike nosivosti, kao i kompenzaciju postojećih gubitaka na nadmorskoj visini u usporedbi s drugim potencijalnim prijevoznicima.

Projekt "Blizzard" u sadašnjem obliku predviđa modernizaciju zrakoplova Il-76 uz korištenje nekih novih jedinica. U središnjem dijelu teretnog prostora zrakoplova predlaže se postavljanje posebne potporne rešetke koja preraspodjeljuje težinu raketnih sustava na elemente snage zrakoplova. Ovaj je proizvod ažurna konstrukcija duljine 12,9 m, širine 3,3 m i visine 2,7 m s izbočenim elementima u gornjem dijelu koji se protežu izvan trupa trupa. U početku je predloženo da se rešetka izrađuje od plastike ojačane ugljičnim vlaknima, ali je kasnije, zbog snage, projekt promijenjen. Proizvod bi se sada trebao sastojati od titanovih elemenata promjera 85 mm. U tom slučaju, masa rešetke iznosi 6, 2 tone. Moguće je pojednostavljenje konstrukcije smanjenjem debljine dijelova donjeg dijela rešetke.

Nakon postavljanja rešetke na zrakoplov, na gornjoj površini trupa pojavljuje se nekoliko čvorova za pristajanje uz prvu fazu raketnog sustava. Uz njihovu pomoć, predlaže se povezivanje zrakoplova -nosača s drugim elementima kompleksa. Nosači moraju imati upravljačke sustave koji omogućuju oslobađanje raketnih sustava u potrebnom trenutku.

Na temelju rezultata idejnog projekta i istraživanja uz korištenje računalnog modeliranja, dizajneri tvrtke "Lin Industrial" formirali su opći izgled prve faze AKS "Vyuga". Ovaj proizvod trebao bi biti relativno veliki zrakoplov na raketni pogon dizajniran za ubrzavanje orbitalne faze nakon odvajanja od zrakoplova za poticanje. Takve metode primjene dovele su do potrebe da se razrade neke značajke dizajna. Konkretno, bilo je potrebno razviti krilo i stabilizator dizajniran za uvlačenje raketnog sustava iz zrakoplova -nosača nakon razdvajanja.

Slika
Slika

Konstrukcija rešetki predložena za ugradnju u zrakoplov za povišenje tlaka

Predlaže se prilično jednostavan dizajn prve faze. Sve glavne jedinice ove tehnike moraju biti montirane na produženu rešetku, koja je osnova konstrukcije. Predlaže se postavljanje spremnika goriva i oksidanta na vrh rešetke iza kojih treba postaviti motor. U tom slučaju stražnji spremnik, za razliku od prednjeg, mora imati složeniji oblik, koji je neophodan za ispravan smještaj orbitalne pozornice. Na donjem dijelu rešetke predviđena su učvršćenja za ravnine. Zbog očekivanih mehaničkih i toplinskih naprezanja, prva bi faza trebala dobiti toplinsku zaštitu s donjeg dijela trupa.

Za let u atmosferi neposredno nakon odvajanja od nosača i tijekom slijetanja, prva faza "Blizzard" mora koristiti skup različitih aviona. Predlaže se postavljanje niskog krila u središnji dio trupa. Razvijena je i repna jedinica s dvije peraje s relativno malim stabilizatorima. Predlaže se ugradnja stajnog trapa unutar okvira zrakoplova, što je potrebno za vraćanje prve faze na potrebno uzletište.

Do sada je objavljeno da je formiran oblik jednog od glavnih elemenata prve faze, spremnika oksidanta. Na ovaj su proizvod postavljeni visoki zahtjevi u pogledu čvrstoće, volumena, nepropusnosti i drugih parametara, do potrebe za maksimalnom proizvodnjom napunjene tekućine. Uzimajući u obzir te zahtjeve i karakteristike tekućeg kisika, određen je opći dizajn spremnika. Cilindrična bočna površina spremnika trebala bi biti izrađena od ugljičnih vlakana s epoksidnim vezivom, a također mora dobiti unutarnji premaz u obliku filma PMF-352. Ovo posljednje potrebno je za smanjenje negativnog utjecaja niskotemperaturnog oksidanta na kompozitne dijelove. Predlaže se da se okviri i dna zalijepljeni u kompozitni dio izrade od legure aluminija i magnezija. Pregrade, cjevovodi i drugi potrebni dijelovi trebaju biti ugrađeni unutar spremnika.

Projekt zrakoplovno -svemirskog sustava "Blizzard"
Projekt zrakoplovno -svemirskog sustava "Blizzard"

Opći prikaz prve faze

Predlaže se postavljanje jednokomornog raketnog motora na tekuće gorivo sa potrebnim karakteristikama u repni dio prve faze. Elektrana bi, koristeći kerozin i tekući kisik, trebala pokazati brzinu istjecanja plina na razini od 3,4 km / s, što će omogućiti postizanje potrebnih parametara potiska. Projektirana brzina prve faze je oko 4720 m / s.

S ukupnom duljinom od 17,45 m, prvi stupanj Vyuga AKS -a trebao bi imati suhu težinu od 3,94 tone, a punu lansirnu masu od 30,4 tone. Većina početne težine je gorivo: 7050 kg goriva i 19,210 kg oksidanta.

Na krmeni trup prve faze predlaže se pričvršćivanje tzv. orbitalni stupanj dizajniran za transport korisnog tereta i njegovo lansiranje u potrebnu putanju / orbitu. Karakteristične značajke rada takve opreme dovele su do stvaranja neobične vrste pozornice. Orbitalni stupanj "Blizzarda" trebao bi imati strujni oblik vanjskih jedinica zrakoplovnog okvira s ogivalnim gornjim dijelom nosnog otvora i presjekom repnog bloka blizu ovalnog. Dno s premazom za zaštitu od topline trebalo bi imati blago zakrivljen oblik.

U gornjem dijelu trupa orbitalne pozornice predlaže se postavljanje odjeljka za padobran, odjeljak za upravljačku opremu, iza kojeg mora postojati veliki volumen za smještaj korisnog tereta. Ispod ovih odjeljaka predviđena su mjesta za ugradnju sfernih i cilindričnih spremnika za komponente goriva. Repni dio trupa postavljen je ispod motora. U gornji dio trupa mogu se ugraditi poklopci otvora namijenjeni za montažu korisnog tereta u kućište pozornice, kao i za njegovo uklanjanje vani pri izvođenju različitih radova. Konkretno, takav otvor može se koristiti za postavljanje solarnih panela kada se letjelica koristi u orbitalnoj konfiguraciji.

Slika
Slika

Opis prve faze

U svom sadašnjem obliku, projekt Vyuga uključuje izgradnju orbitalne pozornice duljine 5505 mm, širine 2604 mm i visine 1,5 m. Suha masa orbitalne pozornice iznosi 950 kg. Nosivost - 450 kg. Zajedno s opskrbom gorivom i oksidantom, aparat bi trebao težiti 4,8 tona. Istodobno, prema izračunima, udio kerozina iznosi 914 kg, a oksidanta 2486 kg. Brzina proizvoda treba biti do 4183 m / s.

Načela korištenja zračno -svemirskog sustava Vyuga izgledaju prilično jednostavno i omogućuju postavljanje korisnog tereta na potrebnu putanju ili u nisku referentnu orbitu uz minimalne potrebne troškove. U pripremi za zadatak, potrebno korisno opterećenje mora biti instalirano u skladištu tereta orbitalne pozornice. Ovaj aparat se zatim postavlja na prvu fazu, a cijeli sustav postavlja se na nosače zrakoplova za povišenje tlaka. Nakon punjenja spremnika obje faze kerozinom i tekućim kisikom, Vyuga AKS može početi s radom.

Prva faza rada sustava zahtijeva ispravan rad posade zrakoplova -nosača. IL-76 s elementima "Blizzard" na trupu trebao bi se uzdići na visinu od 10 km i sa željenim kursom otići u lansirno područje raketnog sustava. Nadalje, predlaže se odvajanje, nakon čega se prva faza treba odmaknuti od nosača i uključiti motor za održavanje tekućine. Zrakoplov -nosač zauzvrat dobiva priliku vratiti se na svoje uzletište. Daljnji let izvodi se u fazama neovisno i pomoću vlastitih upravljačkih sustava.

Prva faza ima zalihu goriva potrebnu za rad motora 185 s. Za to vrijeme orbitalni stupanj se ubrzava usponom na zadanu visinu. Uz pomoć prve faze, Vyuga AKS bi se trebala popeti na visinu od 96 km i dovesti orbitalnu pozornicu na potrebnu putanju. Nakon što ostane bez goriva, orbitalni stupanj se ispušta. Orbitalna faza nastavlja se kretati po zadanoj putanji, dok prva mora ući u planiranje i krenuti tečajem do mjesta slijetanja. Smanjivanjem i usporavanjem brzine, prva faza mora s vremenom sletjeti s postojećim stajnim trapom, metodom "zrakoplov". Nakon slijetanja, pozornica može proći potrebno održavanje, što joj omogućuje ponovnu uporabu.

Slika
Slika

Opći prikaz orbitalnog stadija

Nakon odvajanja, orbitalni stupanj trebao bi uključivati vlastiti motor i izvesti izlaz na zadanu orbitu. Pri punom korisnom opterećenju moguće je upravljati motorom 334 sekunde uz uspon u orbitu s nadmorskom visinom od 200 km. Nakon ulaska u orbitu s potrebnim parametrima, korisni teret u obliku znanstvene opreme ili druge opreme može započeti s radom. Nakon što su izvršili dodijeljene zadatke, orbitalna faza se može vratiti na Zemlju.

Za deorbitiranje se predlaže korištenje impulsa kočenja koji prenosi orbitalni stupanj na putanju slijetanja. Uz pomoć toplinske zaštite i pojednostavljenog trupa, pozornica bez rizika ulazi u guste slojeve atmosfere i izlazi u područje slijetanja. Na zadanoj visini predlaže se otvaranje padobrana koji je odgovoran za meko slijetanje aparata. Slijetanje "poput aviona" nije predviđeno iz tehničkih i operativnih razloga. Nakon slijetanja, tehničari mogu početi raditi s korisnim teretom. Osim toga, planira se izvođenje održavanja orbitalne pozornice s naknadnom pripremom za novi let.

Sličan algoritam za korištenje Vyuga AKS -a predložen je za znanstvenu uporabu. Osim toga, razmatra se mogućnost korištenja takve tehnologije u interesu oružanih snaga. U ovom slučaju zračno -svemirski sustav umjesto orbitalnog stupnja može primiti borbenu opremu potrebnih karakteristika. Međutim, točni parametri ove inačice kompleksa još nisu utvrđeni. Trenutno se razmatra samo mogućnost stvaranja borbene inačice "Blizzarda" i utvrđuju se moguća područja njegove primjene.

Borbena inačica Vyuga AKS može biti nosač udarnog sustava ili sredstvo za presretanje neprijateljske letjelice. U potonjem slučaju može se postići visoka učinkovitost borbenog rada, osigurana mogućnošću prilično jednostavnog postavljanja borbene opreme u orbite s različitim parametrima. Međutim, provedba takvih ideja može biti povezana s nekim poteškoćama. Prije svega, poteškoće moraju biti povezane s ograničenjima mase korisnog tereta. Čak i potpuna zamjena orbitalne pozornice posebnim borbenim sustavom neće omogućiti stvaranje proizvoda teškog više od nekoliko tona.

Slika
Slika

Orbitalna faza, pogled odozdo, dno nije prikazano. Bijela je trup, plava su spremnici goriva, crvena je motor, narančasta je prostor za padobran, siva je odjeljak za teret

Predložena arhitektura zrakoplovnog sustava omogućuje dobivanje nekih prednosti u odnosu na druge komplekse slične namjene. Glavne prednosti projekta Vyuga, koje mogu dati značajan pozitivan gospodarski učinak, su korištenje postojećih zrakoplova -nosača (ipak, potrebne su zamjetne izmjene), kao i povratne raketne faze. Mogućnost višestruke uporabe prve i orbitalne faze nameće posebne zahtjeve njihovom dizajnu, prvenstveno karakteristikama motora, ali može dovesti do zamjetnog smanjenja troškova pojedinih lansiranja.

Druga karakteristična prednost projekta je nepostojanje "veza" za postojeće svemirske luke. Lansirna rampa za Vyuga AKS zapravo može biti svako uzletište sposobno za prihvat transportnih zrakoplova Il-76 i s određenim kompletom opreme za rad s raketnim sustavima. Zahvaljujući tome, lansiranje korisnog tereta u orbitu može se izvesti s gotovo bilo kojeg mjesta na planeti. Kao rezultat toga, omogućeno je relativno jednostavno lansiranje korisnog tereta u orbitu sa potrebnim nagibom.

Prema dostupnim podacima, trenutno je projekt zrakoplovnog sustava Vyuga iz tvrtke Lin Industrial u fazi preliminarnih studija. Opće značajke projekta su utvrđene, ali tehnička dokumentacija još nije izrađena. Postoje podaci prema kojima preliminarna verzija projekta Vyuga nije dobila odobrenje kupca koji je započeo njegov razvoj, pa je kao rezultat toga ostao bez financiranja. Prema procjenama programera, prva faza istraživačkog rada zahtijeva financiranje u iznosu od 3,2 milijuna rubalja. Daljnji rad zahtijevat će nova ulaganja. Istodobno, procjene vremena i financijskih troškova potrebnih za dovršetak projekta još nisu razjašnjene.

Valja napomenuti da projekt Vyuga AKS nije prvi takav domaći razvoj svoje klase. Rad u tom smjeru u našoj zemlji započeo je šezdesetih godina prošlog stoljeća, a provodilo ga je nekoliko organizacija na čelu s OKB-155. Cilj projekta Spiral bio je stvoriti kompleks sposoban za korištenje hipersoničnih potisnih zrakoplova, pojačivačkih blokova itd. orbitirajući zrakoplov radi lansiranja korisnog tereta u orbitu. Gotov kompleks "Spirala" mogao se koristiti u razne svrhe, prvenstveno u vojsci.

Slika
Slika

Shema korištenja zrakoplovnog sustava Vyuga

Od kasnih šezdesetih do sredine sedamdesetih izgrađeno je nekoliko prototipova obećavajuće tehnologije koji su korišteni u raznim testovima. Konkretno, vozila serije BOR obavila su nekoliko suborbitalnih i orbitalnih letova. Za ispitivanja u atmosferi korišten je zrakoplov MiG-105.11. Nakon završetka ispitivanja, rad na projektu Spiral je prekinut. Kupac je smatrao da novi projekt Energia-Buran obećava. Neki prototipovi izgrađeni u sklopu programa Spiral kasnije su postali muzejski eksponati.

Od početka osamdesetih, NPO Molniya razvija projekt Multipurpose Aerospace System (MAKS). Predloženo je u ovaj sustav uključiti zrakoplov-nosač An-225 i orbitalni zrakoplov s dodatnim spremnikom goriva. Ovisno o konfiguraciji, kompleks MAKS mogao je isporučiti 7 ili 18 tona korisnog tereta u orbitu. Razmatrane su i verzije sustava s automatskim teretom i posadom.

Zbog problema s početka devedesetih, rad na projektu MAKS je prekinut. Tek 2012. godine pojavili su se izvještaji o mogućem nastavku rada i stvaranju moderne inačice kompleksa. Osim toga, spomenuta je mogućnost finalizacije postojećeg projekta pomoću drugih zrakoplova -nosača itd. Koliko je poznato, od tada do danas nije postignut poseban napredak tijekom obnovljenog projekta MAKS.

Privatna raketno -svemirska tvrtka "Lin Industrial" trenutno stvara novu verziju obećavajućeg svemirskog kompleksa sposobnog za rješavanje različitih problema znanstvene i druge prirode. Do sada je opći izgled sustava već razrađen i utvrđene su njegove glavne značajke, karakteristike itd. Međutim, posao još nije uspio napredovati zbog nedostatka sredstava. Vrijeme će pokazati hoće li tvrtka za razvoj pronaći investitora i hoće li uspjeti dovesti zanimljiv projekt u praktičnu provedbu. Ako projekt AKS "Vyuga" uspije dosegnuti barem testove lansiranjem orbitalne pozornice u svemir, bit će to veliki uspjeh za cijelu domaću svemirsku industriju, i javnu i privatnu. No, još je daleko od takvog uspjeha: projektu je još uvijek potreban dug nastavak razvoja.

Preporučeni: