Техника - молодёжи 1997-04, страница 36

and Space Technology», фирма OSC приступила к работам по формированию облика недорогого BKCXXI в. еще в мае 1993 г. «При этом была поставлена цель снизить, по крайней мере, втрое существующие сейчас расходы по выводу грузов на орбиту», — добавляет журнал.

Типичный запуск Х-34А должен проводиться в следующей последовательности. После удаления самолета-носителя от базы примерно на 1400 км и достижения им высоты в 10 км, ВКС отделяется из-под его «брюха», где был закреплен. Через 5 с включаются собственные двигатели ВКС, и он продолжает набор высоты, разворачиваясь по мере подъема на 180° вокруг продольной оси — на «спину». Это необходимо потому, что, во-первых, грузовой люк находи" ся на его «животе», а полезную нагрузку удобнее выпускать вверх по отношению к поверхности Земли. Во-вторых, «спина» покрыта теплоизоляцией, что позволяет при посадке избежать перегрева конструкции.

За 3 мин скорость ВКС увеличивается примерно до 4000 м/с. По достижении высоты 90—110 км происходит открытие створок грузового люка и сброс полезной нагрузки (например, спутника) массой до 5100 кг. Дальнейшие маневры спутник должен выполнять за счет собственных двигателей.

После этого ВКС продолжает полет по баллистической траектории, через 6 мин достигает апогея в 175 км и начинает снижение. При входе в атмосферу, под сравнительно небольшим углом, тепловые и аэродинамические нагрузки, согласно расчетам, должны быть существенно меньше, чем при возвращении нынешних «шаттлов», которые, можно сказать, «ныряют» в толщу атмосферы, ибо планируют немногим лучше утюга.

На высоте 7600 м, имея скорость около 2М (М — скорость звука в атмосфере), ВКС снова совершает переворот на 180°, уточняет свое местоположение с помощью спутниковой навигационнои системы и заходит на посадку. Масса пустого Х-34, составляющая около 6700 кг, дает удельную нагрузку на крыло примерно такую же, как у легкого самолета «Cessna». Спустя 20 мин после начала полета, ВКС касается посадочной полосы на скорости 220 км/ч, выпускает тормозной парашют и останавливается, пробежав 900 м.

Для варианта Х-34В, имеющего несколько большие размеры (его длина 26,8 м против 22 м у X 34А) будут использованы либо два модернизированных маршевых двигателя МА-5, либо модифицированный двигатель второй ступени «Дельта», либо российский РД-120. Они имеют большую тягу, а поэтому могут обеспечить вывод примерно вдвое большей по массе и втрое по объему полезной нагрузки. Стоимость же Х-34В всего на 10% выше, чем Х-34А.

После окончательного выбора того или иного варианта, соответствующих конструкторских доработок, первый «провоз» Х-33 без сбрасывания его с носителя должен состояться в середине 1997 г. Первый полет с выходом на орбиту намечается год спустя.

В ПОЛЕТ, КОСМОЛЕТ? NASA рассматривает также возможность создания одноступенчатто «шаттла» в рамках проекта X-3/RLV. Задача-максимум — получение транспортной системы, эксплуатация которой будет мало чем отличаться от использования межконтинентального пассажирского авиалайнера.

Летом 1996 г. для дальнейшей реализации был выбран «Venture Star» — вариант, предложенный фирмой «Lockheed». Как и у «шаттла», взлет здесь осуществляется «по-ракетному» , но на собственных двигателях, а посадка — «по-самолетному», но крыльев,

большую часть полета висящих мертвым грузом, здесь нет. Их заменяет «несущий фюзеляж».

Сама по себе компоновка не нова, но до сих пор дальше экспериментов дело не шло. Да, «батонообразная» форма и незаостренные передние кромки крыльев позволяют уменьшить тепловые потоки и аэродинамические нагрузки, а значит,— массу конструкции и теплозащиты. Но она же снижает аэродинамическое качество, да и устойчивость таких аппаратов при планировании недостатс чна.

Правда, последние годы проблему устойчивости удалось разрешить с помощью автоматической системы управления, а достигнутое продувками и компьютерным моделированием аэродинамическое качество (1,2 — на гиперзвуке; 4,5 — дозвуковое признано приемлемым для практических целей.

Кроме того, как заявил Гарри Пейтон, курирующий в NASA программу Х-33, сильной стороной данного проекта является намерение «Lockheed» сконструировать для ВКС новый двигатель, в то время как конкурен ы предлагали модернизировать те, что стоят на нынешних «шаттлах».

Обосновать свои предложения и выполнить задуманное в сжатые сроки специалисты компании имеют возможность потому, что работы над проектом были начаты еще в 1983 г. Тогда в лабораториях «Lockheed» проводились теоретические исследования по трансатмосферному летательному аппарату. Позднее изготовили уменьшенную на 40% модель круглой секции фюзеляжа с жаростойкими деталями из титана, на которой были проверены некоторые инженерные решения.

Все это позволило в 1992 г. конструктору Дэвиду Ури соединить в одном аппарате аэронесущий корпус, металлическую, а не керамическую теплоизоляцию и новые жидкостные ракетные двигатели с внешним расширением на клине (ЖРД BP).

Дело в том, что обычное «колоколообраз-ное» сопло ЖРД хорошо работает только при определенном внешнем давлении, то есть на определенной высоте. Но одноступенчатый ВКС взлетает при давлении в 1 атм., а потом попадает в космический вакуум. Сопло же с внешним расширением само подстраивается под реальное давление. Двигатель также хорошо компонуется с аэронесущим корпусом, обеспечивая низкое аэродинамическое сопротивление.

Предполагается, что 7-секционный ЖРД BP будет иметь тягу в пределах 13426— 15414 кН при скорости истечения газов 3 47—4,55 км/с. Совсем неплохо.

Правда, отмечают эксперты, ЖРД BP еще нужно создать, испытать, как на земле, так и в полете, что требует больших расходов. Кроме того, всякая новинка является потенциальным носителем риска. Тем не менее ее преимущества должны перевесить недостатки. «Это будет двигатель уже следующего поколения, который, в сочетании с металлической теплозащитой, позволит резко сократить перерывы между полетами, — полагают они. — Ведь ныне на восстановление «шаттла» приходится тратить 17000 че-ловеко-часов перед каждым вылетом...»

В итоге согласно расчетам, должен получиться аппарат, могущии совершать необходимые маневры, имеющий во время приземления

с полной нагрузкой скорость захода на посадку 370 км/ч, а скорость касания — 306 км/ч, что примерно на 90 км/ч меньше, чем у нынешних «шаттлов».

Полеты Х-33 с базы ВВС Эдварде начнутся в марте 1999 г. В первом — планируется достижение скорости ЗМ, во втором — вдвое больше, а в дальнейшем она превысит 15М. Всего проведут не менее 15 испытаний.

Если они подтвердят жизнеспособность концепции «одноступенчатого носителя», то «Lockheed», получив, согласно контракту, 75 млн дол., перейдет ко второй части программы. Как уже говорилось, Х-33 представляет собой уменьшенную копию настоящего ВКСа, не предназначенную для орбитальных полетов. В космос же отправится полномасштабный RLV «Venture Star», стоимость постройки которого оценивается в 4,5—5 млрд дол.

Если все пойдет по плану, он полетит не позднее 2004 г. и сможет выводить на низкую околоземную орбиту полезные нагрузки по цене 2200 дол за килограмм, что примерно в 5—10 раз ниже нынешних цен. Именно это директор NASA Дэниэл Голдин считает необходимым условием успешности проекта.

Таковы горизонты зарубежных исследований.

«ЧТО ДЕНЬ ГРЯДУЩИЙ НАМ ГОТОВИТ? —

вправе спросить читатель. — Неужто мы намерены отсиживаться у разбитого корыта?..»

Честно сказать, на официальном уровне вразумительного ответа пока не слышно. Руководители Российского космического агентства ныне уповают на низкую стоимость современных российских носителей одноразового ипа, полагая, что с их помощью они сумеют конкурировать с зарубежными ракетос роителями на мировом рынке космических услуг. Однако, судя по всему, дешевизна эта временная, обусловленная мизерными зарплатами и низкой стоимостью сырья. Но и то и другое, по идее, должно подняться до мирового уровня.

Так что прозорливо поступают, скажем, японские специалисты, создающие свой вариант многоразового ВКС. Экспериментальный 17-метровый корабль «Норе-Х» будет выводиться ракетой на высоту 100 км, набирая скорость до 7150 м/с. Этого вполне достаточно, чтобы совершить суборбитальный полет, а затем управляемый спуск в плотные слои атмосферы, преодолевая до приземления 8000 км. Посадку «Норе-Х» совершит на обычную ВПП.

Аналогичные работы продолжают по программе «Germes» и французы.

Так что, если мы не хотим безнадежно отстать, нужно уже сегодня разрабатывать нечто принципиально новое. И такие попытки делаются. Во всяком случае, насколько можно судить по выступлениям на «Королевских чтениях», наши специалисты уже примериваются к неракетным транспортным систем, летательным аппаратам, основанным на «новых физических принципах». Но о них, очевидно, разговор особый. ■

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 4 ' 9 7

34