Pastaraisiais metais privačių bendrovių, veikiančių aviacijos ir kosmoso pramonėje, plėtra sulaukė ypatingo specialistų ir plačiosios visuomenės susidomėjimo. Nemažai tokio pobūdžio užsienio organizacijų jau pristatė keletą skirtingų klasių dizaino, turinčių skirtingas savybes. Panašios organizacijos veikia ir mūsų šalyje. Iki šiol buvo pristatyti kai kurie nauji pokyčiai šioje srityje. Taigi bendrovė „Lin Industrial“pristatė aviacijos ir kosmoso sistemos „Vyuga“projektą.
Aviacijos ir kosmoso sistemos „Vyuga“(AKS) projektą, neįvardyto kliento prašymu, sukūrė Maskvos bendrovė „Lin Industrial“, padedama „Skolkovo“fondo. Projekto tikslas buvo sukurti daugkartinio naudojimo dviejų pakopų sistemą, skirtą žmonėms ir įvairiems kroviniams patekti į orbitą. Tuo pačiu metu dėl ribotos sistemos talpos pagrindine užduotimi laikomas įvairių mokslinių tyrimų įgyvendinimas ir kt. Be to, neatmetamas karinis sistemos naudojimas žvalgybai arba kaip didelio tikslumo ginklų nešėjas.
Siūloma forma „Blizzard“sistema turi nemažai būdingų pranašumų. Tai užtikrina visišką visų sistemos komponentų pakartotinį naudojimą, esamų lėktuvnešių naudojimą, galimybę pakrauti krovinį į orbitą esant įvairiems polinkiams, taip pat aplinkos saugumą. Be to, naudojant lėktuvą vežėją, galima paleisti naudingus krovinius iš įvairių planetos regionų, įskaitant tuos, kurie pakyla iš šalies kliento teritorijos.
Bendras AKS „Blizzard“vaizdas prieš pakilimą
Vyuga AKS projektas apima komplekso, kurį sudaro trys pagrindiniai komponentai, naudojimą. Pagrindinis elementas, užtikrinantis poilsio atlikimą, yra orlaivio vežėjas su laikiklių rinkiniu, skirtu likusiai įrangai gabenti. Taip pat siūloma pirmąjį etapą naudoti su raketiniais varikliais, kuris yra atsakingas už pagreitinimą vadinamojo. orbitinė stadija. Pastarasis yra aparatas, galintis skristi tiek atmosferoje, tiek už jos ribų. Visi „Blizzard“komplekso elementai turi sugebėti grįžti į bazę.
Pasak organizacijos kūrėjo, „Vyuga AKS“kūrimas prasidėjo nuo turimų galimybių tyrimo ir reikalingos įrangos parametrų nustatymo. Taigi, komplekso naudingoji apkrova buvo nustatyta 450 kg lygiu ir sumažinta beveik žemėje. Pažymima, kad „fotonų“tipo technologiniai palydovai turi panašius keliamosios galios parametrus. Be to, atsižvelgiant į įvairių komplekso elementų skaičiavimus, buvo nustatytas galimų sistemos nešėjų diapazonas.
Dėl per didelės keliamosios galios nuspręsta atsisakyti karinio transporto lėktuvų An-124 „Ruslan“ir An-225 „Mriya“. „Tu-160“raketų vežėjas netiko dėl nedidelio tokio tipo transporto priemonių skaičiaus. Dėl to buvo svarstomi tik lėktuvai M-55X Geofizika, MiG-31 ir Il-76. Tolesni skaičiavimai parodė, kad „Geofizika“ir „MiG-31“negali būti naudojami kaip papildomi orlaiviai kosminėje erdvėje. Šie orlaiviai turi aukštas praktines lubas, tačiau turi nepakankamą naudingąją apkrovą. Naudojant juos, „Blizzard“naudingoji apkrova negalėjo viršyti 50–60 kg, o tai neatitiko pirminių skaičiavimų.
Surinkimo schema
Taigi vienintelis tinkamas sistemos vežėjas buvo karinis transporto lėktuvas „Il-76“. Tačiau net ir šiuo atveju ne visos dizaino savybės leido naudoti šią techniką be jokių pakeitimų. Skaičiavimai parodė, kad norint transportuoti ir paleisti stiprintuvo ir orbitos etapus, orlaiviui reikia konstrukcinio sutvirtinimo ir tam tikros naujos įrangos sumontavimo. Tokie pakeitimai leido visiškai išnaudoti esamus pranašumus, susijusius su didele keliamoji galia, taip pat kompensavo esamą aukščio praradimą, palyginti su kitais potencialiais vežėjais.
Dabartinis „Blizzard“projektas numato modernizuoti „Il-76“orlaivį, panaudojant kai kuriuos naujus agregatus. Centrinėje orlaivio krovinių skyriaus dalyje siūloma sumontuoti specialią atraminę santvarą, kuri perskirstytų raketų sistemų svorį į orlaivio galios elementus. Šis gaminys yra ažūrinė 12,9 m ilgio, 3,3 m pločio ir 2,7 m aukščio konstrukcija su išsikišusiais elementais viršutinėje dalyje, kurie tęsiasi už fiuzeliažo. Iš pradžių santvarą buvo siūloma gaminti iš anglies pluoštu sustiprinto plastiko, tačiau vėliau dėl stiprumo projektas buvo pakeistas. Dabar gaminį turėtų sudaryti titano elementai, kurių skersmuo yra 85 mm. Šiuo atveju santvaros masė yra 6, 2 tonos, galima šiek tiek supaprastinti konstrukciją, sumažinant apatinės santvaros dalies dalių storį.
Sumontavus santvarą orlaivyje, virš jo korpuso paviršiaus atsiranda keli mazgai, skirti prijungti prie pirmosios raketų sistemos pakopos. Jų pagalba siūloma vežėją orlaivį sujungti su kitais komplekso elementais. Stovai turi turėti valdymo sistemas, leidžiančias reikiamu momentu paleisti raketų sistemas.
Remdamiesi preliminarių projektavimo darbų ir tyrimų rezultatais, naudojant kompiuterinį modeliavimą, „Lin Industrial“dizaineriai suformavo bendrą AKS „Vyuga“pirmojo etapo išvaizdą. Šis gaminys turėtų būti santykinai didelis raketomis varomas orlaivis, skirtas pagreitinti orbitos etapą po atskyrimo nuo papildomo orlaivio. Dėl tokių taikymo metodų atsirado poreikis išsiaiškinti kai kurias dizaino ypatybes. Visų pirma reikėjo sukurti sparną ir stabilizatorių, skirtą raketų sistemai atitraukti nuo nešiklio orlaivio po atskyrimo.
Santvaros konstrukciją siūloma sumontuoti orlaivyje su stiprintuvu
Siūlomas gana paprastas pirmojo etapo dizainas. Visi pagrindiniai šios technikos mazgai turi būti sumontuoti ant pailgos santvaros, kuri yra konstrukcijos pagrindas. Ant santvaros viršaus siūloma sumontuoti degalų ir oksidatorių bakus, už kurių reikia pastatyti variklį. Šiuo atveju galinis bakas, priešingai nei priekinis, turi turėti sudėtingesnę formą, kuri yra būtina norint teisingai išdėstyti orbitos stadiją. Apatinėje santvaros dalyje yra pritvirtintos plokštumos. Dėl numatomų mechaninių ir šiluminių įtempių pirmasis etapas turi būti apsaugotas nuo apatinio korpuso šiluminės apsaugos.
Norint skristi atmosferoje iškart po atskyrimo nuo vežėjo ir nusileidimo metu, pirmajame „Blizzard“etape turi būti naudojamas įvairių lėktuvų rinkinys. Siūloma įrengti žemą sparną centrinėje korpuso dalyje. Taip pat buvo sukurtas dviejų pelekų uodegos agregatas su palyginti mažais stabilizatoriais. Siūloma orlaivio korpuso viduje sumontuoti važiuoklę, kuri būtina norint grąžinti pirmąjį etapą į reikiamą aerodromą.
Pranešama, kad pirmojo etapo vieno pagrindinių elementų - oksidatoriaus bako - forma buvo suformuota. Šiam gaminiui buvo keliami dideli stiprumo, tūrio, sandarumo ir kitų parametrų reikalavimai, iki poreikio maksimaliai užpildyti skystį. Atsižvelgiant į šiuos reikalavimus ir skysto deguonies savybes, buvo nustatyta bendra bako konstrukcija. Cilindrinis bako šoninis paviršius turi būti pagamintas iš anglies pluošto su epoksidine rišamąja medžiaga, taip pat turi būti padengtas vidine danga PMF-352 plėvele. Pastarasis yra būtinas siekiant sumažinti neigiamą žemos temperatūros oksidatoriaus poveikį sudėtinėms dalims. Siūloma, kad į sudėtinę dalį įklijuoti rėmai ir dugnai būtų pagaminti iš aliuminio-magnio lydinio. Rezervuaro viduje turi būti sumontuoti pertvaros, vamzdynai ir kitos būtinos dalys.
Bendras pirmojo etapo vaizdas
Pirmos pakopos uodegos dalyje siūloma sumontuoti reikiamų charakteristikų vienos kameros raketinį variklį. Jėgainė, naudojant žibalą ir skystą deguonį, turėtų parodyti 3,4 km / s lygio dujų nutekėjimo greitį, o tai leis pasiekti reikiamus traukos parametrus. Pirmojo etapo projektinis greitis yra apie 4720 m / s.
Bendras 17,45 m ilgio „Vyuga AKS“pirmojo etapo sausasis svoris turėtų būti 3,94 tonos, o viso paleidimo svoris - 30,4 tonos. Dauguma pradinės masės yra kuras: 7050 kg degalų ir 19 210 kg oksidatoriaus.
Prie galinio pirmojo etapo fiuzeliažo siūloma pritvirtinti vadinamąjį. orbitinis etapas, skirtas transportuoti naudingą krovinį ir paleisti jį į reikiamą trajektoriją / orbitą. Būdingi tokios įrangos veikimo bruožai suformavo neįprastą scenos tipą. „Blizzard“orbitinė stadija turėtų būti supaprastinta išorinio skraidyklės korpuso formos, o viršutinė nosies dalis turi būti apvali, o uodegos bloko dalis artima ovalui. Dugnas su šilumą apsaugančia danga turėtų būti šiek tiek išlenktos formos.
Viršutinėje orbitinės pakopos korpuso dalyje siūloma pastatyti parašiuto skyrių, valdymo įrangos skyrių, už kurio turi būti didelis tūris, kad būtų galima sutalpinti naudingą krovinį. Po šiais skyriais numatytos vietos kuro komponentų sferiniams ir cilindriniams bakams montuoti. Korpuso uodegos dalis dedama po varikliu. Viršutinėje kėbulo dalyje galima sumontuoti liuko atvartus, skirtus naudingosios apkrovos montavimui scenos korpuse, taip pat pašalinimui lauke atliekant įvairius darbus. Visų pirma, toks liukas gali būti naudojamas saulės kolektoriams dislokuoti, kai erdvėlaivis naudojamas orbitinėje konfigūracijoje.
Pirmojo etapo aprašymas
Dabartiniu būdu „Vyuga“projektas apima 5505 mm ilgio, 2604 mm pločio ir 1,5 m aukščio orbitos pakopos statybą. Orbitos stadijos sausoji masė yra 950 kg. Keliamoji galia - 450 kg. Kartu su degalų ir oksidatoriaus tiekimu aparatas turėtų sverti 4,8 tonos. Tuo pačiu metu, remiantis skaičiavimais, žibalo dalis yra 914 kg, oksidatorius - 2486 kg. Produkto greitis turėtų būti iki 4183 m / s.
„Vyuga“aviacijos ir kosmoso sistemos naudojimo principai atrodo gana paprasti ir leidžia naudingąją apkrovą nukreipti į reikiamą trajektoriją arba į žemą atskaitos orbitą su minimaliomis būtinomis išlaidomis. Ruošiantis užduočiai reikiamas naudingasis krovinys turi būti sumontuotas orbitinės stadijos krovinių skyriuje. Tada šis aparatas dedamas į pirmąjį etapą, o visa sistema sumontuojama ant orlaivio stiprintuvo laikiklių. Užpildžius abiejų pakopų bakus žibalu ir skystu deguonimi, „Vyuga AKS“gali pradėti veikti.
Pirmajame sistemos veikimo etape reikia teisingai veikti vežėjo orlaivio įgulai. IL-76 su „Blizzard“elementais ant korpuso turėtų pakilti į 10 km aukštį ir su norimu kursu eiti į raketų sistemos paleidimo zoną. Be to, siūloma atkabinti, o po to pirmasis etapas turėtų nutolti nuo laikiklio ir įjungti palaikantį skystą variklį. Lėktuvnešis savo ruožtu gauna galimybę grįžti į savo aerodromą. Tolesnis skrydis atliekamas etapais nepriklausomai ir naudojant mūsų pačių valdymo sistemas.
Pirmajame etape yra tiekiamas kuras, reikalingas varikliui veikti 185 s. Per tą laiką orbitinė stadija pagreitėja kylant į tam tikrą aukštį. Pirmojo etapo pagalba „Vyuga AKS“turėtų pakilti į 96 km aukštį ir priartinti orbitos etapą į reikiamą trajektoriją. Pasibaigus degalams, orbitinė stadija nukrenta. Orbitinis etapas ir toliau juda tam tikra trajektorija, o pirmasis turi pradėti planuoti ir eiti į nusileidimo vietą. Sumažinus ir sulėtinant greitį, pirmasis etapas galiausiai turi nusileisti su esama važiuokle, naudojant „lėktuvo“metodą. Po nusileidimo scenai gali būti atlikta reikalinga priežiūra, kuri leidžia ją vėl naudoti.
Bendras orbitos etapo vaizdas
Po atskyrimo orbitinė stadija turėtų apimti savo variklį ir atlikti išėjimą į tam tikrą orbitą. Esant pilnai apkrovai, variklį galima valdyti 334 sekundes, pakilus į 200 km aukščio orbitą. Įvedus orbitą su reikiamais parametrais, naudingoji apkrova mokslinės įrangos ar kitos įrangos pavidalu gali pradėti savo darbą. Atlikęs pavestas užduotis, orbitinis etapas gali grįžti į Žemę.
Deorbavimui siūloma naudoti stabdymo impulsą, kuris orbitinę stadiją perkelia į nusileidimo trajektoriją. Naudojant terminę apsaugą ir supaprastintą korpusą, scena be rizikos patenka į tankius atmosferos sluoksnius ir išeina į tūpimo zoną. Tam tikrame aukštyje siūloma atidaryti parašiutą, kuris yra atsakingas už minkštą aparato nusileidimą. Nusileidimas „panašus į lėktuvą“neteikiamas dėl techninių ir eksploatacinių priežasčių. Nusileidę technikai gali pradėti dirbti naudingu kroviniu. Be to, planuojama atlikti orbitos etapo priežiūrą, vėliau ruošiantis naujam skrydžiui.
Panašus Vyuga AKS naudojimo algoritmas siūlomas moksliniam naudojimui. Be to, svarstoma galimybė panaudoti tokią technologiją ginkluotosioms pajėgoms. Šiuo atveju aviacijos ir kosmoso sistema, o ne orbitinė stadija, gali priimti reikiamos charakteristikos kovinę įrangą. Tačiau tikslūs šios komplekso versijos parametrai dar nėra nustatyti. Šiuo metu tik svarstoma galimybė sukurti kovinę „pūgos“versiją ir nustatomos galimos jos taikymo sritys.
Kovinė „Vyuga AKS“versija gali būti smūgio sistemos nešėja arba priemonė perimti priešo erdvėlaivį. Pastaruoju atveju galima pasiekti aukštą kovos darbo efektyvumą, suteikiant galimybę gana paprastai dislokuoti kovinę įrangą į skirtingų parametrų orbitas. Tačiau tokių idėjų įgyvendinimas gali būti susijęs su tam tikrais sunkumais. Visų pirma, sunkumai turi būti susiję su naudingos apkrovos masės apribojimais. Net visiškai pakeitus orbitos stadiją specialia kovos sistema nebus įmanoma sukurti daugiau nei kelių tonų svorio produkto.
Orbitinė stadija, vaizdas iš apačios, apačia nerodoma. Balta yra korpusas, mėlyna - degalų bakai, raudona - variklis, oranžinė - parašiuto skyrius, pilka - naudingųjų krovinių skyrius
Siūloma aviacijos ir kosmoso sistemos architektūra leidžia įgyti tam tikrų pranašumų prieš kitus panašios paskirties kompleksus. Pagrindiniai projekto „Vyuga“pranašumai, galintys duoti didelį teigiamą ekonominį efektą, yra esamo lėktuvo vežimo (vis dėlto reikia pastebimų pakeitimų) naudojimas, taip pat grąžinamos raketų pakopos. Galimybė daug kartų naudoti pirmąją ir orbitinę pakopas nustato specifinius jų konstrukcijos reikalavimus, visų pirma variklių charakteristikas, tačiau gali žymiai sumažinti atskirų paleidimų kainą.
Antrasis būdingas projekto pranašumas yra tai, kad nėra „pririšimo“prie esamų kosmodromų. „Vyuga AKS“paleidimo aikštelė iš tikrųjų gali būti bet koks aerodromas, galintis priimti „Il-76“transporto lėktuvus ir turėti tam tikrą įrangos komplektą darbui su raketų sistemomis. Dėl šios priežasties naudingą krovinį galima paleisti į orbitą beveik iš bet kurios planetos vietos. Dėl to numatytas gana paprastas naudingosios apkrovos paleidimas į orbitą su reikiamu polinkiu.
Remiantis turimais duomenimis, šiuo metu „Lin Industrial“bendrovės aviacijos ir kosmoso sistemos „Vyuga“projektas tebėra preliminarių tyrimų etape. Bendrieji projekto bruožai nustatyti, tačiau techninė dokumentacija dar nėra parengta. Yra informacijos, pagal kurią preliminari projekto „Vyuga“versija negavo jo kūrimą inicijavusio užsakovo pritarimo ir dėl to liko be finansavimo. Remiantis kūrėjo vertinimais, pirmajam tiriamojo darbo etapui reikalingas 3,2 milijono rublių finansavimas. Tolesniam darbui reikės naujų investicijų. Tuo pačiu metu dar nėra išaiškintos projekto ir laiko sąnaudos, reikalingos projektui užbaigti.
Reikėtų pažymėti, kad „Vyuga AKS“projektas nėra pirmas toks vidaus kūrimas savo klasėje. Darbas šia kryptimi mūsų šalyje prasidėjo dar praėjusio amžiaus šeštajame dešimtmetyje ir jį atliko kelios OKB-155 vadovaujamos organizacijos. Projekto „Spiral“tikslas buvo sukurti kompleksą, galintį naudoti hipergarsinį lėktuvą, stiprintuvo bloką ir kt. skriejantis aplink orlaivį, kad paleistų naudingą krovinį į orbitą. Paruoštas kompleksas „Spiral“gali būti naudojamas įvairiems tikslams, visų pirma kariuomenei.
„Vyuga“aviacijos ir kosmoso sistemos naudojimo schema
Nuo šeštojo dešimtmečio pabaigos iki septintojo dešimtmečio vidurio buvo sukurti keli perspektyvių technologijų prototipai, kurie buvo naudojami atliekant įvairius bandymus. Visų pirma, BOR serijos transporto priemonės atliko kelis suborbitinius ir orbitinius skrydžius. Bandymams atmosferoje buvo naudojamas „MiG-105.11“lėktuvas. Baigus bandymus, darbas su „Spiral“projektu buvo nutrauktas. Klientas naująjį „Energia-Buran“projektą laikė perspektyvesniu. Kai kurie prototipai, sukurti pagal „Spiral“programą, vėliau tapo muziejaus eksponatais.
Nuo devintojo dešimtmečio pradžios NPO „Molniya“kuria daugiafunkcinės aviacijos ir kosmoso sistemos (MAKS) projektą. Buvo pasiūlyta į šią sistemą įtraukti lėktuvą An-225 ir orbitinį orlaivį su papildomu degalų baku. Priklausomai nuo konfigūracijos, MAKS kompleksas į orbitą galėtų pristatyti 7 arba 18 tonų naudingos apkrovos. Buvo svarstomos ir automatinės krovininės, ir pilotuojamos sistemos versijos.
Dėl devintojo dešimtmečio pradžios problemų MAKS projektas buvo nutrauktas. Tik 2012 metais buvo pranešta apie galimą darbo atnaujinimą ir modernios komplekso versijos sukūrimą. Be to, buvo paminėta galimybė užbaigti esamą projektą naudojant kitus lėktuvnešius ir pan. Kiek žinoma, nuo tada atnaujinto MAKS projekto metu nebuvo padaryta jokios ypatingos pažangos.
Privati raketų ir kosmoso kompanija „Lin Industrial“šiuo metu kuria naują perspektyvaus kosmoso komplekso versiją, galinčią išspręsti įvairias mokslinio ir kitokio pobūdžio problemas. Iki šiol buvo sukurta bendra sistemos išvaizda ir nustatytos jos pagrindinės savybės, charakteristikos ir kt. Tačiau dėl finansavimo stokos darbai dar negalėjo tęstis. Laikas parodys, ar kūrimo įmonė suras investuotoją ir ar sugebės praktiškai įgyvendinti įdomų projektą. Jei projektui AKS „Vyuga“pavyks pasiekti bent bandymų, paleidus orbitinę stadiją į kosmosą, tai bus didžiulė sėkmė visai vidaus, tiek privačiai, tiek kosmoso pramonei. Tačiau tai dar toli nuo tokios sėkmės: projektą dar reikia ilgai tęsti.
