Техника - молодёжи 2000-07, страница 26

КРЫЛЬЯ НАД МОРЕМ. Так что МАКС, похоже, еще долго будет летать только на бумаге. Тем более, что у него появились достаточно серьезные конкуренты, обладающие теми же достоинствами, но лишенные указанных недостатков.

Речь, в частности, идет о создании гибридных воздушно-космических систем морского базирования. Вот как, к примеру, описывает одну из них ее разработчик, директор и главный конструктор ТОО «Маренго» Н.Абросимов.

По прогнозам специалистов, емкость мирового рынка средств выведения в 2000 — 2009 гг. составит 45 млрд долларов. Из них около 27,3 и 12 млрд пойдет на создание тех из них, которые смогут доставлять полезные грузы на геостационарную орбиту и на низкие околоземные орбиты соответственно. Причем доля тяжелых носителей в грузопотоке со временем значительно увеличится.

Сегодня на этом рынке сложилась довольно противоречивая ситуация. С одной стороны, уже существует целый ряд одноразовых космических средств с соответствующей инфраструктурой. Однако затраты на их производство и эксплуатацию высоки, а надежность составляет всего 0,92 — 0,96. С другой стороны, создание перспективной, более надежной и дешевой многоразовой транспортной космической системы (МТКС) потребует времени и значительных средств. Работы в этом направлении ведутся в США, Франции, Японии и других развитых странах. Уникальный технологический и экспериментальный задел и у России. Многое сделано, к примеру, при создании системы «Энергия» — «Буран».

ТОО «Маренго» предлагает свою концепцию универсальной МТКС высокой грузоподъемности. Ее основными элементами являются воздушно-космический самолет (ВКС) и разгонно-стартовая система на базе экранолета. Многие используемые при ее разработке идеи уже опробованы и нашли подтверждение, имеется и соответствующая промышленная база. Поэтому как сама система, так и ее инфраструктура могут быть созданы за 8 —9 лет.

Экранолет с космическим самолетом разгоняется до заданной скорости и уходит от экрана, земной поверхности. На высоте 8 — 12 км дается команда на включение двигателей космического самолета, который отделяется от носителя и продолжает набирать скорость. Он доставляет полезную нагрузку на опорную орбиту, а потом возвращается на Землю.

Создатели ВКС предлагают использовать прошедшие испытания модернизированный топливный отсек и двигательную установку второй ступени космической системы «Энергия» — «Буран», а также планер, шасси и систему посадки орбитального корабля. Стартово-разгонный экранолет может быть построен в России за 6 — 6,5 лет на базе имеющегося в этой области научно-технического задела Предлагается поэтапная реализация проекта, что позволит сократить сроки возврата вложенных средств и в дальнейшем получить значительную прибыль.

Сначала создается надежная и экологически безопасная система выведения тя

желого класса с одноразовой двухступенчатой ракетой-носителем. В качестве первой ступени используется модернизированный блок второй ступени «Энергии» (топливный отсек укорачивается на 5 — 6 м, вместо шести двигателей устанавливаются четыре), второй — доработанная третья ступень ракеты «Союз». Различные модели разгонных блоков обеспечат доставку спутников на геостационарную и просто высокие околоземные орбиты, позволят отправлять межпланетные экспедиции.

По расчетам специалистов, срок реализации первого этапа составит 3,5 — 4 года при стоимости 2 млрд долл. Через 4 года, при 10 пусках ежегодно, эти затраты (с учетом процентов за кредиты) полностью окупятся.

На втором этапе кислородно-керосиновый блок заменят новым кислородно-водородным разгонным блоком, что увеличит грузоподъемность носителя.

На третьем этапе завершается создание универсальной многоразовой транспортной системы «Земля — Космос — Земля» грузоподъемностью до 55 т (прорабатывается ее увеличение до 60 т). К началу полетов ВКС пройдут многолетние испытания и двигательная установка, и кислородно-водородный ракетный блок, который будет использоваться для выведения очень больших полезных грузов. Повышению надежности системы и увеличению вероятности спасения груза на любом этапе выведения способствует то, что исключен один из наиболее рискованных этапов полета — вертикальный пуск с помощью ракетных двигателей. Резервирование гарантирует выполнение программы при отказе любого маршевого двигателя на всех участках полета, а включение двигателей самолета на достаточно большой высоте дает необходимый запас времени для спасения груза при аварии.

После завершения полета ВКС приземляется на аэродромную полосу, как корабли «Буран» и «Спейс шаттл». Кроме того, рассматривается вариант посадки на экранолет, что исключает необходимость строительства аэродромного посадочного комплекса, сокращается время и стоимость межполетного обслуживания. Система становится более гибкой, потому что не привязана к стационарным сооружениям. Один и тот же экранолет может использоваться как для старта, так и при возвращении.

В дальнейшем затраты на транспортные космические услуги будут еще снижаться из-за увеличения частоты пусков и объема грузопотока. К сказанному добавим, что проект Абросимова — не единственный. Как мы уже писали («ТМ», № 5 за 2000 г.), идея использования экранолетов приходит в головы и других конструкторов. В недавнем номере журнала «New Scientist» опубликована статья, посвященная совместным разработкам российских и японских конструкторов. Речь идет о гигантском экранолете, оснащенном ракетным двигателем и способном лететь над поверхностью воды с околозвуковой скоростью. А.Небылов — директор Международного института современных аэрокосмических технологий (Санкт-Петербург) считает, что при горизонтальном запуске космического носителя с высокой началь

ной скоростью можно обойтись без дополнительных ускорителей. Возвращаясь, космический корабль будет «прикрылять-ся» на движущийся экранолет. Такой «трюк», кстати, был опробован нашими летчиками еще в 30-е гг., когда истребители стартовали и возвращались на крыло самолета-авиаматки.

В общем, как видите, в идеях у русских, как всегда, недостатка нет. Остановка, как обычно, за малым: где взять денег на осуществление этих (или иных) замечательных конструкций? □

Все 67 лет (как раз в этом месяце исполнилось) своей истории «ТМ» рассказывал читателям о более или менее смелых проектах сложных технических систем «ближайшего будущего». Но... ровесники журнала миновали пенсионный возраст, а многое из описанного так и осталось «перспективой». И теперь мы, повествуя о создающихся образцах, просто обязаны объяснить читателю, почему? Почему мы все еще ездим на колесах, а не на воздушной или магнитной подушке, почему небо не застят армады транс-портно-монтажных дирижаблей и трансконтинентальных экранопланов, почему океаны не заполонили атомные подводные грузовозы, почему жители Дальнего Востока замерзают, а не блаженствуют в мегаполисах с термоядерной энергетикой и замкнутой экологией... Почему до сих пор аэрокосмические системы (АКС) не несут на своих могучих крыльях львиную долю грузопотока «Земля — орбита»?

Вот с последним и давайте попробуем разобраться.

ТЕОРИЯ ОБЕЩАЕТ. Какие же преимущества считаются неотъемлемой особенностью аэрокосмических комплексов, т.е. таких, основу которых составляют самолеты? Начнем со старта.

Для взлета ракеты нужно, чтобы тяга двигателей превышала, процентов на 20, стартовый вес машины, тогда как самолету достаточно 20 — 25 % той же величины, т.е. в 5 — 6 раз меньше. Правда, для сверхзвукового полета тяговооружен-ность (отношение тяги к весу) должна уже достигать 0,5, но ведь и масса самолета в процессе разгона уменьшается. Значит, при самолетном старте можно использовать двигатели меньшей тяги, но значительно большей удельной тяги, т.е. энергетически более эффективные, что уже серьезно — это уменьшает требуемый запас топлива. Более того, становится возможным применение воздушно-реактивных двигателей, которым не нужен окислитель, — они обходятся кислородом воздуха. Правда, на больших высотах работают только ракетные двигатели, но все равно, экономия существенная.

Немаловажный момент: горизонтальный старт предотвращает гравитационные потери скорости, которые у ракет достигают 10%.

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 7 2000

24