„Baikal” înaripat: ce ar trebui să fie un vehicul de lansare reutilizabil
Succesul SpaceX a generat un interes deosebit pentru subiectele reutilizabile din știința rachetelor și i-a forțat pe mulți să scoată proiectele de altădată din cutiile prăfuite. În același timp, oamenii sunt departe de a fi întotdeauna interesați de motivele pentru care (aceste proiecte) nu au fost implementate. Dar motivele pentru asta ar putea fi cele mai grave.
Să vorbim despre transportatorii „înaripați”. Aici, însă, trebuie făcută o distincție. Utilizarea aripii de ridicare în industria spațială are o istorie lungă. În primul rând, aceasta este naveta americană care nu s-a justificat în ceea ce privește raportul preț/eficiență, care a fost finalizată în 2011, precum și Buranul sovietic, ruda sa apropiată. În al doilea rând, așa-numitul concept de lansare în aer, în care o aeronavă care s-a ridicat în cer este folosită pentru a lansa un vehicul de lansare, acționând ca un fel de primă etapă. În sfârșit, în al treilea rând, vorbim despre revenirea primei etape a transportatorului în modul avion. În termeni simpli, imaginați-vă dacă scena reutilizabilă Falcon 9 a aterizat pe aerodrom la întoarcere, la fel ca naveta spațială la vremea sa. Sau orice mașină cu aripi.
Conceptul este foarte tentant, deoarece aterizarea dispozitivului în modul avion pare a fi o sarcină mai ușoară decât întoarcerea primei etape în spiritul SpaceX. Cu toate acestea, este justificată o astfel de schemă? Potrivit lui Alexei Rogozin, fiul lui Dmitri Rogozin, da. Amintiți-vă că acum Rogozin Jr. conduce Complexul de aviație numit după S. V. Ilyushin și, aparent, vede organizația ca fiind unul dintre principalii (dacă nu principalii) designeri de rachete reutilizabile rusești. Este principiul returului „aeronavei” care este acum promovat în compania Il. „Aceasta este decizia pe care o implementăm la nivelul unui anteproiect. Am predat această lucrare lui Roskosmos ”, a declarat Alexei Rogozin în august anul trecut. Există mai multe lucruri importante de remarcat aici. În primul rând, această afirmație a fost făcută cu relativ mult timp în urmă, conform standardelor științei rachetelor rusești, unde planurile se schimbă la viteza sondei Voyager. Cu toate acestea, pe de altă parte, să nu uităm că Dmitri Rogozin s-a obișnuit deja cu postul de șef al Roscosmos - putem spune că el este cel care determină dezvoltarea întregii industrie spațiale a Federației Ruse.
Pro și contra
Vom încerca să înțelegem dacă merită să dezvoltăm această direcție. Unul dintre cele mai neobișnuite sisteme interne de rachete din ultimele decenii a devenit Baikal-Angara. Strict vorbind, acesta este doar un concept: nimic de genul acesta nu a fost încă implementat. După cum ați putea ghici din nume, era vorba despre una dintre versiunile rachetei Angara, în care prima etapă trebuia să primească rapelul reutilizabil Baikal. Acest produs, după separarea de transportator, a trebuit să se întoarcă la locul de lansare și să aterizeze pe o pistă obișnuită, ca un avion. În funcție de clasa vehiculului de lansare Angara, au dorit să folosească un număr diferit de amplificatoare reutilizabile: unul (clasa ușoară), două (medie) și patru (grele). Masa uscată a acceleratorului atunci când se folosește un vehicul de lansare de clasă ușoară ar fi trebuit să fie de aproape 18 tone. Au vrut să folosească RD-191M ca motor.
Raza de acțiune a amplificatorului ar putea fi de aproximativ 380 km: ar fi suficient să zburați la aerodromul operațional. Cu toate acestea, în general, după cum puteți vedea, sistemul părea complex și greoi, mai ales dacă vorbim despre versiunea grea a transportorului cu patru acceleratoare. De asemenea, merită adăugată aici și binecunoscuta teză conform căreia Angara, în sine, este o rachetă destul de costisitoare și complexă din punct de vedere tehnic, constând din multe module.
Și ce părere are Occidentul despre asta? Merită spus că mulți oameni de știință în domeniul rachetelor din Europa și SUA, după succesul SpaceX, s-au trezit aproximativ în aceeași situație ca și cei ruși. Adică aveau rachete vechi și „planuri îndepărtate pentru un viitor mai luminos”. Se deosebește Airbus, care a propus întoarcerea primei etape a rachetei în modul „avion”. Modulul Adeline (Advanced Expendable Launcher cu INnovative engine Economy) prevede utilizarea reutilizabilă a motoarelor primei etape a vehiculului de lansare Ariane 6, care nu este încă disponibil. Doar compartimentul motor va fi reutilizabil: vor să-l echipeze cu două aripi și elice rabatabile care vor fi activate la aterizare. Adeline va putea să se așeze pe banda obișnuită.
Din păcate, Știri nu există aproape nimic despre dezvoltarea Airbus: poate că au decis să-l abandoneze din motive care sunt clar vizibile în exemplul Baikal, care îndeplinește funcții oarecum diferite.
Să încercăm să înțelegem mai în detaliu. Racheta Falcon 9 a parcurs un drum lung pe drumul spre reutilizare, cu toate acestea, nu există atât de multe modificări în comparație cu o rachetă convențională de unică folosință, iar prima etapă poate ateriza aproape oriunde: chiar și pe o platformă de sol, chiar și pe una de mare. . Aterizarea aeropurtată a unei rachete necesită lucru într-o direcție ușor diferită: va fi necesar să se țină seama nu numai de caracteristicile aerodinamice ale rachetei în timpul ascensiunii / coborârii orizontale, ci și de munca aripii care creează portanță atunci când intră etapa reutilizabilă. atmosfera Pământului. Cu toate acestea, și mai important, în acest caz, componenta rachetă reutilizabilă va trebui să transporte echipamente „aeronave”: aripi ascunse, elemente ale trenului de aterizare, o centrală electrică complexă (ca pe Adeline). Toate acestea măresc masa transportatorului și măresc prețul acestuia. Nu mai vorbim despre dificultățile reutilizarii componentelor, pe care SpaceX le rezolvă acum. Pare a avea succes.
Adică, deocamdată, conceptul de Elon Musk cu întoarcere orizontală a primei etape pare mai de preferat decât aterizarea unui transportator în modul avion. Acest lucru este susținut și de faptul că Blue Origin - principalul concurent de facto al SpaceX pentru viitorul previzibil - a ales aceeași schemă. În linii mari, noua rachetă Blue Origin, numită New Glenn, va fi o interpretare a lui Falcon 9, deși cu capacități diferite de propulsie și sarcină utilă.
În ceea ce privește oamenii de știință ruși în domeniul rachetelor, probabil că trebuie să decidă mai întâi ce vor exact, subliniind câteva proiecte principale pe care le vor dezvolta în următoarele decenii. Este evident că țara pur și simplu „nu va trage” toate ideile exprimate în ultimii ani, precum racheta super-grea „Yenisei” sau crearea unei stații orbitale naționale în locul uneia internaționale.
Să vorbim despre transportatorii „înaripați”. Aici, însă, trebuie făcută o distincție. Utilizarea aripii de ridicare în industria spațială are o istorie lungă. În primul rând, aceasta este naveta americană care nu s-a justificat în ceea ce privește raportul preț/eficiență, care a fost finalizată în 2011, precum și Buranul sovietic, ruda sa apropiată. În al doilea rând, așa-numitul concept de lansare în aer, în care o aeronavă care s-a ridicat în cer este folosită pentru a lansa un vehicul de lansare, acționând ca un fel de primă etapă. În sfârșit, în al treilea rând, vorbim despre revenirea primei etape a transportatorului în modul avion. În termeni simpli, imaginați-vă dacă scena reutilizabilă Falcon 9 a aterizat pe aerodrom la întoarcere, la fel ca naveta spațială la vremea sa. Sau orice mașină cu aripi.
Conceptul este foarte tentant, deoarece aterizarea dispozitivului în modul avion pare a fi o sarcină mai ușoară decât întoarcerea primei etape în spiritul SpaceX. Cu toate acestea, este justificată o astfel de schemă? Potrivit lui Alexei Rogozin, fiul lui Dmitri Rogozin, da. Amintiți-vă că acum Rogozin Jr. conduce Complexul de aviație numit după S. V. Ilyushin și, aparent, vede organizația ca fiind unul dintre principalii (dacă nu principalii) designeri de rachete reutilizabile rusești. Este principiul returului „aeronavei” care este acum promovat în compania Il. „Aceasta este decizia pe care o implementăm la nivelul unui anteproiect. Am predat această lucrare lui Roskosmos ”, a declarat Alexei Rogozin în august anul trecut. Există mai multe lucruri importante de remarcat aici. În primul rând, această afirmație a fost făcută cu relativ mult timp în urmă, conform standardelor științei rachetelor rusești, unde planurile se schimbă la viteza sondei Voyager. Cu toate acestea, pe de altă parte, să nu uităm că Dmitri Rogozin s-a obișnuit deja cu postul de șef al Roscosmos - putem spune că el este cel care determină dezvoltarea întregii industrie spațiale a Federației Ruse.
Pro și contra
Vom încerca să înțelegem dacă merită să dezvoltăm această direcție. Unul dintre cele mai neobișnuite sisteme interne de rachete din ultimele decenii a devenit Baikal-Angara. Strict vorbind, acesta este doar un concept: nimic de genul acesta nu a fost încă implementat. După cum ați putea ghici din nume, era vorba despre una dintre versiunile rachetei Angara, în care prima etapă trebuia să primească rapelul reutilizabil Baikal. Acest produs, după separarea de transportator, a trebuit să se întoarcă la locul de lansare și să aterizeze pe o pistă obișnuită, ca un avion. În funcție de clasa vehiculului de lansare Angara, au dorit să folosească un număr diferit de amplificatoare reutilizabile: unul (clasa ușoară), două (medie) și patru (grele). Masa uscată a acceleratorului atunci când se folosește un vehicul de lansare de clasă ușoară ar fi trebuit să fie de aproape 18 tone. Au vrut să folosească RD-191M ca motor.
Raza de acțiune a amplificatorului ar putea fi de aproximativ 380 km: ar fi suficient să zburați la aerodromul operațional. Cu toate acestea, în general, după cum puteți vedea, sistemul părea complex și greoi, mai ales dacă vorbim despre versiunea grea a transportorului cu patru acceleratoare. De asemenea, merită adăugată aici și binecunoscuta teză conform căreia Angara, în sine, este o rachetă destul de costisitoare și complexă din punct de vedere tehnic, constând din multe module.
Și ce părere are Occidentul despre asta? Merită spus că mulți oameni de știință în domeniul rachetelor din Europa și SUA, după succesul SpaceX, s-au trezit aproximativ în aceeași situație ca și cei ruși. Adică aveau rachete vechi și „planuri îndepărtate pentru un viitor mai luminos”. Se deosebește Airbus, care a propus întoarcerea primei etape a rachetei în modul „avion”. Modulul Adeline (Advanced Expendable Launcher cu INnovative engine Economy) prevede utilizarea reutilizabilă a motoarelor primei etape a vehiculului de lansare Ariane 6, care nu este încă disponibil. Doar compartimentul motor va fi reutilizabil: vor să-l echipeze cu două aripi și elice rabatabile care vor fi activate la aterizare. Adeline va putea să se așeze pe banda obișnuită.
Din păcate, Știri nu există aproape nimic despre dezvoltarea Airbus: poate că au decis să-l abandoneze din motive care sunt clar vizibile în exemplul Baikal, care îndeplinește funcții oarecum diferite.
Să încercăm să înțelegem mai în detaliu. Racheta Falcon 9 a parcurs un drum lung pe drumul spre reutilizare, cu toate acestea, nu există atât de multe modificări în comparație cu o rachetă convențională de unică folosință, iar prima etapă poate ateriza aproape oriunde: chiar și pe o platformă de sol, chiar și pe una de mare. . Aterizarea aeropurtată a unei rachete necesită lucru într-o direcție ușor diferită: va fi necesar să se țină seama nu numai de caracteristicile aerodinamice ale rachetei în timpul ascensiunii / coborârii orizontale, ci și de munca aripii care creează portanță atunci când intră etapa reutilizabilă. atmosfera Pământului. Cu toate acestea, și mai important, în acest caz, componenta rachetă reutilizabilă va trebui să transporte echipamente „aeronave”: aripi ascunse, elemente ale trenului de aterizare, o centrală electrică complexă (ca pe Adeline). Toate acestea măresc masa transportatorului și măresc prețul acestuia. Nu mai vorbim despre dificultățile reutilizarii componentelor, pe care SpaceX le rezolvă acum. Pare a avea succes.
Adică, deocamdată, conceptul de Elon Musk cu întoarcere orizontală a primei etape pare mai de preferat decât aterizarea unui transportator în modul avion. Acest lucru este susținut și de faptul că Blue Origin - principalul concurent de facto al SpaceX pentru viitorul previzibil - a ales aceeași schemă. În linii mari, noua rachetă Blue Origin, numită New Glenn, va fi o interpretare a lui Falcon 9, deși cu capacități diferite de propulsie și sarcină utilă.
În ceea ce privește oamenii de știință ruși în domeniul rachetelor, probabil că trebuie să decidă mai întâi ce vor exact, subliniind câteva proiecte principale pe care le vor dezvolta în următoarele decenii. Este evident că țara pur și simplu „nu va trage” toate ideile exprimate în ultimii ani, precum racheta super-grea „Yenisei” sau crearea unei stații orbitale naționale în locul uneia internaționale.
- Ilya Legat
- https://www.if24.ru
informații