Posljednjih godina razvoj privatnih kompanija koje posluju u zrakoplovnoj industriji izazvao je posebno zanimanje stručnjaka i šire javnosti. Brojne strane organizacije ove vrste već su predstavile nekoliko različitih dizajna različitih klasa sa različitim karakteristikama. Slične organizacije djeluju i u našoj zemlji. Do danas su predstavljeni neki novi pomaci u ovoj oblasti. Tako je kompanija Lin Industrial predstavila projekat vazduhoplovnog sistema Vyuga.
Projekat vazdušno -kosmičkog sistema Vyuga (AKS) razvila je moskovska kompanija Lin Industrial, radeći uz pomoć Fondacije Skolkovo, na zahtjev neimenovanog kupca. Cilj projekta bio je razraditi izgled dvostupanjskog sustava za višekratnu upotrebu dizajniranog za stavljanje ljudi i raznih tereta u orbitu. Istovremeno, zbog ograničene nosivosti sistema, implementacija različitih naučnih studija itd. Smatra se glavnim zadatkom. Osim toga, nije isključena vojna upotreba sistema u svrhu izviđanja ili kao nosač visokopreciznog oružja.
U predloženom obliku, "Blizzard" sistem ima niz karakterističnih prednosti. Omogućuje potpunu ponovnu upotrebu svih komponenti sistema, upotrebu postojećih nosača aviona, mogućnost postavljanja tereta u orbite u širokom rasponu nagiba, kao i sigurnost okoliša. Osim toga, upotreba aviona -nosača omogućuje lansiranje korisnog tereta iz različitih regija planete, uključujući i one koji polijeću s teritorija zemlje kupca.
Opšti pogled na AKS "Blizzard" pre poletanja
Projekt Vyuga AKS uključuje korištenje kompleksa koji se sastoji od tri glavne komponente. Glavni element koji osigurava performanse ostatka je avion -nosač sa kompletom nosača za prijevoz ostatka opreme. Predlaže se i korištenje prve faze s raketnim motorima, koja je odgovorna za ubrzanje tzv. orbitalna faza. Potonji je aparat koji može letjeti u atmosferi i izvan nje. Svi elementi kompleksa "Blizzard" moraju se moći vratiti u bazu.
Prema riječima organizatora-programera, stvaranje Vyuga AKS-a započelo je proučavanjem dostupnih sposobnosti i određivanjem parametara potrebne opreme. Dakle, nosivost kompleksa je određena na razini od 450 kg, dovedena do niskog opterećenja blizu zemlje. Napominje se da tehnološki sateliti tipa "Photon" imaju slične parametre nosivosti. Nadalje, uzimajući u obzir proračune za različite elemente kompleksa, utvrđen je raspon potencijalnih nosilaca sistema.
Odlučeno je napustiti vojno-transportne avione An-124 "Ruslan" i An-225 "Mriya" zbog prevelike nosivosti. Nosač raketa Tu-160 nije odgovarao zbog malog broja postojećih vozila ovog tipa. Kao rezultat toga, uzeti su u obzir samo avioni M-55X Geofizika, MiG-31 i Il-76. Daljnji proračuni pokazali su da se Geofizika i MiG-31 ne mogu koristiti kao pomoćni avioni za svemirski sistem. Ovi avioni imaju visok praktični plafon, ali nemaju dovoljno nosivosti. Uz njihovu upotrebu, nosivost "Blizzarda" nije mogla prelaziti 50-60 kg, što nije odgovaralo izvornim proračunima.
Shema montaže
Tako je jedini odgovarajući nosač za sistem bio vojni transportni avion Il-76. Međutim, čak ni u ovom slučaju nisu sve značajke dizajna omogućile upotrebu tehnike bez ikakvih izmjena. Proračuni su pokazali da je za transport i lansiranje potisnih i orbitalnih stupnjeva zrakoplovu potrebno strukturno pojačanje i ugradnja neke nove opreme. Takve izmjene omogućile su u potpunosti ostvarenje postojećih prednosti u obliku velike nosivosti, kao i kompenzaciju postojećih gubitaka na nadmorskoj visini u usporedbi s drugim potencijalnim nosačima.
Projekt "Blizzard" u sadašnjem obliku predviđa modernizaciju aviona Il-76 uz upotrebu nekih novih jedinica. U središnjem dijelu teretnog prostora aviona predloženo je postavljanje posebne potporne rešetke koja preraspodjeljuje težinu raketnih sistema na elemente snage aviona. Ovaj proizvod je ažurna konstrukcija duljine 12,9 m, širine 3,3 m i visine 2,7 m s izbočenim elementima u gornjem dijelu koji se protežu izvan trupa trupa. U početku je predloženo da se rešetka izrađuje od plastike ojačane ugljičnim vlaknima, ali je kasnije, zbog snage, projekt promijenjen. Proizvod bi se sada trebao sastojati od titanovih elemenata promjera 85 mm. U tom slučaju masa rešetke iznosi 6,2 tone, a pojednostavljenje konstrukcije moguće je smanjenjem debljine dijelova donjeg dijela rešetke.
Nakon postavljanja rešetke na avion, na gornjoj površini trupa se pojavljuje nekoliko čvorova za pristajanje s prvom stepenom raketnog sistema. Uz njihovu pomoć, predlaže se povezivanje nosača aviona s drugim elementima kompleksa. Nosači moraju imati kontrolne sisteme koji omogućavaju oslobađanje raketnih sistema u potrebnom trenutku.
Na osnovu rezultata idejnog projekta i istraživanja uz upotrebu računarskog modeliranja, dizajneri "Lin Industrial" -a formirali su opšti izgled prve faze AKS -a "Vyuga". Ovaj proizvod trebao bi biti relativno veliki avion na raketni pogon dizajniran da ubrza orbitalni stupanj nakon odvajanja od pomoćnog aviona. Takve metode primjene dovele su do potrebe da se razrade neke značajke dizajna. Konkretno, bilo je potrebno razviti krilo i stabilizator dizajniran za uvlačenje raketnog sistema iz aviona -nosača nakon razdvajanja.
Konstrukcija rešetki predložena za ugradnju u pomoćni avion
Predlaže se prilično jednostavan dizajn prve faze. Sve glavne jedinice ove tehnike moraju biti montirane na izduženu rešetku, koja je osnova konstrukcije. Predlaže se postavljanje spremnika goriva i oksidanta na vrh rešetke iza kojih treba postaviti motor. U ovom slučaju, stražnji spremnik, za razliku od prednjeg, mora imati složeniji oblik, koji je neophodan za pravilno postavljanje orbitalne pozornice. Na donjem dijelu rešetke predviđena su pričvršćivanja za ravnine. Zbog očekivanih mehaničkih i toplinskih naprezanja, prva faza trebala bi dobiti toplinsku zaštitu s donjeg dijela trupa.
Za let u atmosferi neposredno nakon odvajanja od nosača i tokom slijetanja, prva faza "Blizzarda" mora koristiti skup različitih aviona. Predlaže se postavljanje niskog krila u središnji dio trupa. Razvijena je i repna jedinica sa dvije peraje sa relativno malim stabilizatorima. Predlaže se postavljanje stajnog trapa unutar okvira aviona, što je potrebno za vraćanje prve etape na potrebno uzletište.
Do sada je objavljeno da je formiran oblik jednog od glavnih elemenata prve faze, spremnika za oksidans. Ovom proizvodu su postavljeni visoki zahtjevi u pogledu čvrstoće, zapremine, nepropusnosti i drugih parametara, sve do potrebe za maksimalnom proizvodnjom napunjene tekućine. Uzimajući u obzir ove zahtjeve i karakteristike tekućeg kisika, određen je opći dizajn spremnika. Cilindrična bočna površina spremnika trebala bi biti izrađena od ugljičnih vlakana s epoksidnim vezivom, a također mora dobiti unutrašnju prevlaku u obliku filma PMF-352. Ovo posljednje je potrebno kako bi se smanjio negativan utjecaj niskotemperaturnog oksidanta na kompozitne dijelove. Predlaže se da se okviri i dna zalijepljeni u kompozitni dio izrade od legure aluminija i magnezija. Pregrade, cjevovodi i drugi potrebni dijelovi trebaju biti instalirani unutar spremnika.
Opšti prikaz prve faze
Predlaže se postavljanje jednokomornog raketnog motora na tekuće gorivo sa potrebnim karakteristikama u repni dio prve faze. Elektrana bi, koristeći kerozin i tekući kisik, trebala pokazati brzinu odljeva plina na razini od 3,4 km / s, što će omogućiti postizanje potrebnih parametara potiska. Projektirana brzina prve faze je oko 4720 m / s.
Sa ukupnom dužinom od 17,45 m, prva faza Vyuga AKS -a trebala bi imati suhu težinu od 3,94 tone, a punu lansirnu težinu od 30,4 tone. Većina početne težine je gorivo: 7050 kg goriva i 19,210 kg oksidanta.
Na krmeni trup prve faze predlaže se pričvršćivanje tzv. orbitalni stupanj dizajniran za transport korisnog tereta i lansiranje u potrebnu putanju / orbitu. Karakteristične karakteristike rada takve opreme dovele su do stvaranja neobične vrste pozornice. Orbitalni stupanj "Blizzarda" trebao bi imati racionalan oblik vanjskih jedinica letelice s ogivalnim gornjim dijelom nosnog kanala i dijelom repnog bloka blizu ovalnog. Dno sa premazom za zaštitu od topline trebalo bi imati blago zakrivljen oblik.
U gornjem dijelu trupa orbitalne pozornice predlaže se postavljanje odjeljka za padobran, odjeljak za upravljačku opremu, iza kojeg mora postojati velika zapremina za smještaj korisnog tereta. Ispod ovih odjeljaka predviđena su mjesta za postavljanje sfernih i cilindričnih spremnika za komponente goriva. Repni dio trupa postavljen je ispod motora. U gornji dio trupa mogu se ugraditi poklopci otvora namijenjeni za postavljanje korisnog tereta u kućište pozornice, kao i za njegovo uklanjanje vani pri izvođenju različitih radova. Konkretno, takav otvor može se koristiti za postavljanje solarnih panela kada se koriste svemirske letjelice u orbitalnoj konfiguraciji.
Opis prve faze
U svom sadašnjem obliku, Vyuga projekt uključuje izgradnju orbitalne pozornice dužine 5505 mm, širine 2604 mm i visine 1,5 m. Suha masa orbitalne pozornice iznosi 950 kg. Nosivost - 450 kg. Zajedno s opskrbom gorivom i oksidantom, aparat bi trebao težiti 4,8 tona, a prema proračunima udio kerozina je 914 kg, a oksidanta 2486 kg. Brzina proizvoda treba biti do 4183 m / s.
Principi korištenja vazdušno -kosmičkog sistema Vyuga izgledaju prilično jednostavno i omogućavaju da se korisni teret postavi na traženu putanju ili u nisku referentnu orbitu uz minimalno potrebne troškove. U pripremi za zadatak, potrebno korisno opterećenje mora biti instalirano u skladištu tereta orbitalnog stepena. Ovaj aparat se zatim postavlja na prvu fazu, a kompletan sistem se montira na nosače aviona za povišenje pritiska. Nakon punjenja spremnika obje faze kerozinom i tekućim kisikom, Vyuga AKS može početi s radom.
Prva faza rada sistema zahtijeva ispravan rad posade aviona -nosača. IL-76 sa elementima "Blizzard" na trupu aviona trebao bi se uzdići na visinu od 10 km i sa željenim kursom otići u lansirno područje raketnog sistema. Nadalje, predlaže se odvajanje, nakon čega se prva faza treba odmaknuti od nosača i uključiti motor za održavanje tekućine. Avion -nosač zauzvrat dobija priliku da se vrati na svoje aerodrom. Dalji let se izvodi u fazama nezavisno i koristeći naše vlastite sisteme upravljanja.
Prva faza ima zalihu goriva potrebnu za rad motora tokom 185 s. Za to vrijeme, orbitalna faza se ubrzava usponom na zadanu visinu. Uz pomoć prve faze, Vyuga AKS bi se trebao uzdići na visinu od 96 km i dovesti orbitalnu fazu na potrebnu putanju. Nakon što ponestane goriva, orbitalna faza pada. Orbitalna faza nastavlja se kretati po zadanoj putanji, dok prva mora ući u planiranje i krenuti kursom do mjesta slijetanja. Smanjivanjem i usporavanjem brzine, prva faza mora na kraju sletjeti sa postojećim stajnim trapom, koristeći metodu "aviona". Nakon slijetanja, pozornica može proći potrebno održavanje, što joj omogućuje ponovnu upotrebu.
Opšti pogled na orbitalnu fazu
Nakon razdvajanja, orbitalna faza bi trebala uključivati vlastiti motor i izvesti izlaz na datu orbitu. Pri punom korisnom opterećenju, moguće je upravljati motorom 334 sekunde uz uspon u orbitu s nadmorskom visinom od 200 km. Nakon ulaska u orbitu sa potrebnim parametrima, korisni teret u obliku naučne opreme ili druge opreme može početi sa radom. Nakon što su izvršili dodijeljene zadatke, orbitalna faza se može vratiti na Zemlju.
Za deorbitiranje se predlaže korištenje impulsa kočenja koji prenosi orbitalni stupanj na putanju slijetanja. Uz pomoć toplinske zaštite i pojednostavljenog trupa, pozornica bez rizika ulazi u guste slojeve atmosfere i izlazi u područje slijetanja. Na određenoj visini predlaže se otvaranje padobrana koji je odgovoran za meko slijetanje aparata. Slijetanje "poput aviona" nije predviđeno iz tehničkih i operativnih razloga. Nakon slijetanja, tehničari mogu započeti rad s korisnim teretom. Osim toga, planirano je izvođenje održavanja orbitalne pozornice s naknadnom pripremom za novi let.
Sličan algoritam za korištenje Vyuga AKS -a predložen je za znanstvenu upotrebu. Osim toga, razmatra se mogućnost korištenja takve tehnologije u interesu oružanih snaga. U ovom slučaju, vazdušno -kosmički sistem, umjesto orbitalnog stepena, može primiti borbenu opremu potrebnih karakteristika. Međutim, točni parametri ove verzije kompleksa još nisu utvrđeni. Trenutno se razmatra samo mogućnost stvaranja borbene verzije "Blizzarda" i utvrđuju se moguća područja njegove primjene.
Borbena verzija Vyuga AKS može biti nosač udarnog sistema ili sredstvo za presretanje neprijateljske svemirske letjelice. U potonjem slučaju može se postići visoka efikasnost borbenog rada, osigurana mogućnošću prilično jednostavnog postavljanja borbene opreme u orbite s različitim parametrima. Međutim, provedba takvih ideja može biti povezana s nekim poteškoćama. Prije svega, poteškoće moraju biti povezane s ograničenjima mase korisnog tereta. Čak i potpuna zamjena orbitalne pozornice posebnim borbenim sustavom neće omogućiti stvaranje proizvoda težine više od nekoliko tona.
Orbitalna faza, pogled odozdo, dno nije prikazano. Bijeli je trup, plavi su spremnici goriva, crveni je motor, narančasta je odjeljak za padobrane, siva je odjeljak za teret
Predložena arhitektura vazduhoplovnog sistema omogućava dobijanje nekih prednosti u odnosu na druge komplekse slične namjene. Glavne prednosti projekta Vyuga, koje mogu dati značajan pozitivan ekonomski učinak, su korištenje postojećih aviona -nosača (ipak, potrebne su primjetne izmjene), kao i povratne raketne stepenice. Mogućnost višestruke uporabe prve i orbitalne faze nameće posebne zahtjeve njihovom dizajnu, prvenstveno karakteristikama motora, ali može dovesti do zamjetnog smanjenja troškova pojedinih lansiranja.
Druga karakteristična prednost projekta je nepostojanje "veza" za postojeće svemirske luke. Lansirna rampa za Vyuga AKS zapravo može biti bilo koje aerodrom koji može primiti transportne avione Il-76 i imati određeni set opreme za rad s raketnim sistemima. Zahvaljujući tome, lansiranje korisnog tereta u orbitu može se izvesti s gotovo bilo kojeg mjesta na planeti. Kao rezultat toga, omogućeno je relativno jednostavno lansiranje korisnog tereta u orbitu sa potrebnim nagibom.
Prema dostupnim podacima, trenutno je projekt zračno -svemirskog sistema Vyuga iz kompanije Lin Industrial u fazi preliminarnih studija. Opće značajke projekta su utvrđene, ali tehnička dokumentacija još nije izrađena. Postoje podaci prema kojima preliminarna verzija projekta Vyuga nije dobila odobrenje kupca koji je započeo njegov razvoj, pa je kao rezultat toga ostala bez financiranja. Prema procjenama programera, prva faza istraživačkog rada zahtijeva financiranje u iznosu od 3,2 miliona rubalja. Dalji radovi zahtijevaju nova ulaganja. Istovremeno, procjene vremena i finansijskih troškova potrebnih za završetak projekta još nisu razjašnjene.
Treba napomenuti da projekt Vyuga AKS nije prvi takav domaći razvoj svoje klase. Rad u ovom smjeru u našoj zemlji započeo je šezdesetih godina prošlog stoljeća, a izvodilo ga je nekoliko organizacija na čelu sa OKB-155. Cilj projekta Spiral bio je stvoriti kompleks sposoban za upotrebu hipersoničnih potisnih aviona, pojačivačkih blokova itd. orbitirajući avion radi lansiranja korisnog tereta u orbitu. Gotov kompleks "Spirala" mogao se koristiti u različite svrhe, prvenstveno u vojsci.
Shema korištenja vazduhoplovnog sistema Vyuga
Od kasnih šezdesetih do sredine sedamdesetih izgrađeno je nekoliko prototipa obećavajuće tehnologije koji su korišteni u raznim testovima. Konkretno, vozila serije BOR obavila su nekoliko suborbitalnih i orbitalnih letova. Za ispitivanja u atmosferi korišten je avion MiG-105.11. Nakon završetka ispitivanja, rad na projektu Spiral je prekinut. Klijent je smatrao da novi projekt Energia-Buran obećava. Neki prototipovi izgrađeni u sklopu programa Spiral kasnije su postali muzejski eksponati.
Od početka osamdesetih, NPO Molniya razvija projekat višenamjenskog vazduhoplovnog sistema (MAKS). Predloženo je da se u ovaj sistem uključe avion-nosač An-225 i orbitalni avion sa dodatnim rezervoarom goriva. Ovisno o konfiguraciji, kompleks MAKS mogao je isporučiti 7 ili 18 tona korisnog tereta u orbitu. Razmatrane su i automatske verzije sistema sa posadom i posadom.
Zbog problema s početka devedesetih, rad na projektu MAKS je prekinut. Tek 2012. godine pojavili su se izvještaji o mogućem nastavku rada i stvaranju moderne verzije kompleksa. Osim toga, spomenuta je mogućnost finalizacije postojećeg projekta upotrebom drugih aviona -nosača itd. Koliko je poznato, od tada nije postignut poseban napredak u toku obnovljenog projekta MAKS.
Privatna raketna i svemirska kompanija "Lin Industrial" trenutno stvara novu verziju obećavajućeg svemirskog kompleksa sposobnog za rješavanje različitih problema naučne i druge prirode. Do sada je opšti izgled sistema već razrađen i utvrđene su njegove glavne karakteristike, karakteristike itd. Međutim, rad još uvijek nije mogao dalje napredovati zbog nedostatka sredstava. Vrijeme će pokazati hoće li razvojna kompanija pronaći investitora i hoće li uspjeti dovesti zanimljiv projekt u praktičnu implementaciju. Ako projekt AKS "Vyuga" uspije proći barem testove lansiranjem orbitalne pozornice u svemir, bit će to veliki uspjeh za cijelu domaću svemirsku industriju, i javnu i privatnu. Međutim, još je daleko od takvog uspjeha: projektu je još uvijek potreban dug nastavak razvoja.
