Техника - молодёжи 2000-07, страница 27
Ракета, идущая по баллистической траектории, крайне ограничена в боковом маневре, а поменять плоскость орбиты космического аппарата вообще очень сложно — чтобы просто повернуть ее на 90°, нужно столько же топлива, сколько на вывод на эту орбиту! Но самолет в атмосфере можно развернуть как угодно, хоть на обратный курс. Более того, если плоскость требуемой орбиты далека от аэродрома, сначала можно долететь до нее вопрос: на какой скорости разделять ступени? Как правило, рассматриваются два варианта: разделение на дозвуковой скорости и на сверхзвуковой (или гиперзвуковой). Вариант более чем двух- (например, трех-) ступенчатой схемы до недавнего времени не рассматривался, о нем поговорим позднее. И еще: если первой ступенью однозначно является самолет, то второй может быть как самолет, так и баллистическая (аэробаллистическая) ракета. в ВЫБОРЕ Сергей СОБОЛЬ, инженер Наконец, главное: аэрокосмическую систему можно сделать полностью многоразовой, с возможностью прекращения полета на любом участке разгона до космической скорости и аварийной (или штатной) посадки если не в любом, то в большинстве аэропортов мира. А это дает безграничные, на фоне одноразовых баллистических носителей, возможности по отработке конструкции, обеспечению безопасности, упрощению эксплуатации... МКБ «Радуга» делает гиперзвуковой аппарат на немецкие деньги... ПЕРЕВОД НА ТЕХНИЧЕСКИЙ ЯЗЫК. А такой язык предельно конкретен: тонны, килоньютоны, метры в секунду, градусы Кельвина... Так вот, будучи изложенной таким языком, картина представляется менее радужной. Для того чтобы ЛЮБОЕ тело вышло на околоземную орбиту, его нужно разогнать до скорости около 8 км/с — без малого, 29 тыс. км/ч. А все вышеописанные прелести реализуются при условии, что большую часть из этих «тыс. км/ч» АКС наберет в атмосфере... Просто для сравнения напомню, что крейсерская скорость магистральных рейсовых самолетов — 800 — 900 км/ч, Ту-144 и «Конкорда» — 2200 км/ч, самых быстрых сверхзвуковиков МиГ-25 и SR-71 — 2900 — 3400 км/ч, и только некоторые крылатые ракеты, экспериментальные в основном, выходят на 4000 — 6000 км/ч... До сих пор нет однозначного ответа, можно ли вообще создать самолет, способный работать во всем диапазоне скоростей от примерно 250 — 300 км/ч на взлете до выхода на орбиту, — слишком уж различаются режимы полета. Казалось бы, логичное решение: многоступенчатый принцип, воздушный старт. Но и здесь все неоднозначно, главный Разделение на сверхзвуковой скорости — энергетически наиболее выгодное — требует создания тяжелого сверхзвукового (и даже гиперзвукового) самолета-носителя с внешним размещением полезной нагрузки — второй ступени. История авиации показывает, что это — сложнейшая научно-техническая задача сама по себе. Тяжелые сверхзвуковики можно пересчитать по пальцам, в серию же и эксплуатацию пошли вообще единицы. А, например, в прославленном отечественном проекте «Спираль» за гиперзвуковой раз-гонщик даже не брались, сосредоточив внимание на орбитальной ступени... А при разделении на дозвуке говорить о самолете — первой ступени просто нельзя! Что это за ступень, которая дает всего 3 — 5 % требуемой скорости? Здесь, к сожалению, приходится забыть обо всех энергетических преимуществах АКС, оставив — с оговорками — только эксплуатационные. Практически, мы получаем ту же самую ракету (или космический корабль), только стартующую не с наземного космодрома, а с некоей летающей платформы. Да, не нужны космодромы, шире выбор полей падения, не мешают государственные границы... При определенных обстоятельствах это может быть принципиально важно. Но в весовом совершенстве, а значит, — в топливной и экономической эффективности того, что запускается с самолета, мы проигрываем! Потому, что конструкция такого аппарата (а в описанных выше МАКСе и «Воздушном старте» это чистые баллистические ракеты!) работает в более тяжелых, чем при старте с Земли (и даже из-под воды), условиях: в течение большей части полета на комплекс действуют поперечные нагрузки, а «классические» носители сталкиваются почти исключительно с продольными. Отсюда ясно — утверждения о большой эффективности таких АКС не имеют под собой почвы. Другое дело, если с дозвукового раз-гонщика стартует воздушно-космический самолет. Тогда конструкция последнего резко упрощается, ведь ему не нужны огромные крылья и тяжелые шасси, чтобы оторваться от Земли на малой скорости и с полным стартовым весом! Но почему-то отечественные разработчики уделяют этой схеме куда меньше внимания... ТЕХНИКА — МОЛО ДЕЖИ 7 2000 ПРИ ВСЕМ БОГАТСТВЕ ВЫБОРА... Товарищу Сталину приписывается высказывание: «Это верно политически, но неверно исторически!». К сожалению, оно блестяще описывает состояние дел с современными проектами аэрокосмических систем, по крайней мере, — отечественных. Предыстория у них всех одна Надо знать, что, в отличие от математики, про-ектно-конструкторские задачи не имеют однозначного решения. Обычно при создании любого нового образца параллельно прорабатываются множество (десятки) вариантов, число которых сокращается по мере продвижения работ. В недавние — советские, лучшие — времена отклоняемые версии успевали проработать достаточно глубоко, иной раз — до полноразмерных макетов. Причем зачастую отвергнутые — отнюдь не значит «плохие»: критерии, как правило, меняются со временем, и не принятое вчера может оказаться идеальным завтра. Так вот, МАКС родился именно из такой — отвергнутой — разработки. Конкурирующее изделие представлялось следующим образом: вертикальный старт, параллельное размещение ступеней, первая — многоразовый ракетный блок в корпусе «Бурана», вторую образовывали одноразовый топливный отсек и тот же самый орбитальный самолет. Не имея ряда преимуществ самолетного старта, ракетный ощутимо выигрывал по энергетике, да и просто был привычнее, что тогда признали более существенным. А потом «посыпалась» страна, и стало не до новых разработок... Судьба «Воздушного старта» несколько иная. Идея тоже не новая, причем даже в последнее время она выдвигалась уже дважды: КБ им. В.П. Макеева, как способ запуска одного из их конверсионных носителей (на базе баллистических ракет подводного базирования), который сбрасывался с Ил-76, и НПО «Южное», предлагавшее тот же «Руслан» в качестве летающего космодрома для конверсионной межконтинентальной РС-22. При этом надо учесть, что макеевские ракеты запускались и запускаются с подводных лодок, а «продвинутые» конверсионные версии в лодочные шахты не помещаются, наземной же пусковой базы — своей — у них нет. Украинский же проект изначально рассчитывался на зарубежный рынок. Так что во всех случаях речь шла именно о способе мобильного старта, а не об авиационной первой ступени. Теперь с тем же предложением выступила группа бывших сотрудников РКК «Энергия». Принципиально, что предлагается совершенно новая ракета на экологически чистых компонентах (кислород — керосин, даже метан), пусть и использующая полувековой опыт старейшего в отрасли предприятия. И что получается? В обоих случаях — дозвуковое разделение с чисто ракетной второй (и третьей) ступенями, т.е. самый энергетически неоптимальный вариант. Мобильный старт остается единственным серьезным достоинством обсуждаемых схем. О возможности обхода запретов на экспорт космических технологий 7 Техника — молодежи № 7 25 |
