Вам гораздо ближе живопись, чем ракетостроение? Тогда, Вам будет определенно точно интересно узнать, что сделать заказ картины у художника Вы сможете на самых выгодных для себя условиях только на сайте artgelios.com! И можете не сомневаться, написанное мастером полотно станет прекрасным дополнением интерьера вашей роскошной квартиры!
Запуск ракеты с истребителя Eurofighter
Францией предложена РН воздушного базирования для запуска трех микроспутников системы радиоэлектронной разведки на 2008-2009 гг. Речь идет о легкой трехступенчатой РН, запускаемой с истребителя Eurofighter (EFA). Самолет-носитель может стартовать с итальянской авиабазы в Сардинии. Грузоподъемность РН — 50 кг; в эту массу укладываются некоторые европейские военные микроспутники.
Основные технические проблемы создания сверхмалых РН связаны, конечно, с масштабным фактором. При очень малых размерах толщины и площади сечений силовых элементов определяются не столько уровнем нагрузок, сколько технологическими факторами. В результате конструктивное совершенство наноносителей оказывается существенно меньшим, чем для РН «нормальной» размерности. Но этот же фактор, благодаря избыточности запасов прочности, предоставляет проектантам определенную свободу действий. Например, такая РН легче переносит маневры в атмосфере с большими поперечными перегрузками, что весьма полезно при воздушном старте. Одним словом, проектирование такой РН — это интереснейшая инженерная задача.
Можно ли создать наноноситель в России и почему проектов подобных ракет до сих пор нет? Ответ и сложен, и прост одновременно. До недавнего времени у нас в стране не было работоспособных КА массой до 10 кг. В Советском Союзе подобными аппаратами не занимались (в основном из-за слабой элементной базы), а с начала 1990-х ведущие ракетно-космические предприятия окунулись в «океан коммерции», во многом оставив задачи страны и ее обороны в стороне. Ни тогда, ни сейчас наноспутники особых денежных барышей не сулили (затраты на их создание несопоставимы с возможной прибылью). Поэтому все коммерческие усилия сделать в России «за государственный счет» экономически выгодный наноноситель обречены на провал. Об этом весьма красноречиво говорит факт замораживания программы «Ишим».
Концепт самолета-носителя ракеты Ишим
Тем не менее, военную составляющую «наноспутниковой проблемы» сбрасывать со счетов нельзя. Если оставить в стороне новизну и дороговизну разработки, представляется, что ответ на вопрос «можно или нет создать наноноситель» будет положительным.
Представляется, что, исходя из условий мобильности и оперативности использования, РН должна быть твердотоливной трехступенчатой со стартовой массой 1000-1200 кг. Это значение выбрано из условия ее размещения на многопозиционных катапультных устройствах МКУ-6 бомбардировщиков Ту-22МЗ, Ту-95МС и Ту-160. Кроме того, такая масса позволит запускать РН с легких колесных шасси, а также — без особых проблем — с истребителя МиГ-31.
Крылатая ракета Х-55
Предварительные расчеты показали, что такая РН способна вывести на низкую околоземную орбиту наклонением 46-51 ° КА массой дало 10 кг. При этом по габаритам — диаметр около 0,5 м и длина в районе 5 м — она примерно соответствует аэробаллистической ракете класса «воздух-земля» Х-15 и даже несколько уступает крылатой ракете Х-55.
Первая и вторая ступени РН выполнены в одном диаметре, корпуса РДТТ получены намоткой из органопластика. Корпус РДТТ третьей ступени РН сферический; сопло двигателя выполняет функцию межступенчатого переходника. Все прочие отсеки и головной обтекатель — углепластиковые.
Компоновочная схема ракеты — носителя наноспутников
Управление на активном участке первой ступени РН осуществляется качанием сопла (по каналам тангажа и рысканья) и отклонением решетчатых стабилизаторов. Управление второй ступенью РН — комбинированное: в начале активного участка, когда скоростной напор достаточно велик, крен «выбирается» также решетчатыми рулями, а тангаж и рысканье — качающимся соплом РДТТ. Силовые приводы — пневматические. В верхних слоях атмосферы управление по крену обеспечивается газореактивными (на сжатом воздухе) соплами блока системы управления. Последняя стабилизирует третью ступень РН в пассивном полете перед включением РДТТ. Данные решения позволяют облегчить РН и упростить ее конструкцию. Автономная (чисто инерциальная) система управления получается достаточно простой и легкой.
РН хранится в термостатированном транспортно-пусковом контейнере, из него же и запускается.
Сценарий запуска при старте с наземной пусковой установки выглядит следующим образом. После получения приказа на запуск на РН устанавливается КА. Пусковая установка (например, на шасси БТР-80) доставляется вертолетом или транспортным самолетом к месту запуска. ТПК с РН устанавливается в стартовое положение под углом 80-85°, в зависимости от высоты орбиты. Осуществляется прицеливание по азимуту (например, с помощью поворотной платформы). Газогенератор выталкивает РН из ТПК.
Размещение РН в транспортно-пусковом контейнере
На высоте 15-20 м от РН отделяется поддон, раскрываются решетчатые рули и запускается РДТТ первой ступени РН. На высоте около 33-37 км после полного выгорания топлива первая ступень РН отделяется, раскрываются решетчатые рули второй ступени РН, и сразу же запускается ее РДТТ. Начинается отработка программы угла тангажа, которая должна обеспечить выведение третьей ступени РН на эллиптическую незамкнутую орбиту с апогеем, равным высоте рабочей орбиты. После выгорания топлива в двигателе второй ступени РН блок системы управления с установленными над ним РДТТ третьей ступени РН и КА отделяется, ориентируется и стабилизируется газореактивными соплами.
На пассивном участке полета производится сброс («стягивание») цельномотанного головного обтекателя. Перед достижением апогея траектории запускается миниатюрный РДТТ закрутки, установленный внутри сопла двигателя третьей ступени РН. Два его сопла направлены тангенциально и под некоторым углом; их тяга не только закручивает сборку «третья ступень + КА», но и отделяет ее от блока системы управления, а также служит воспламенителем. После зажигания основного двигателя РДТТ закрутки выбрасывается из сопла, и третья ступень РН, стабилизированная вращением, доводит скорость до орбитальной.
Аналогично выполняется воздушный старт. При этом траектория выведения на начальном участке — S-образная. При запуске с самолета возможен залповый пуск наноносителей: самолет Ту-160 способен «выстрелить» двенадцатью ракетами, а самолет Ту-22М3 — шестью.
При стартовой массе 1106-1110 кг такая РН (наноноситель) может выводить КА массой:
• на орбиту высотой 400 км и наклонением 90° — 4,9 кг;
• на орбиту высотой 400 км и наклонением 46° — 9,4 кг;
• на орбиту высотой 250 км и наклонением 90° — 6,6 кг;
• на орбиту высотой 250 км и наклонением 46° — 11,8 кг.
Разумеется, все эти выкладки не претендуют на высокую точность. Представленный вариант наноносителя — всего лишь своеобразный «концепткар», нулевое приближение. В реальности все может быть совсем иначе.
Можно ли такой наноноситель реализовать на современном техническом уровне? Вспомним, что отечественные конструкторы уже успешно решали задачи, связанные с проектированием малогабаритных управляемых ракет всех классов: «земля-воздух», «земля-земля» тактического назначения, «воздух-воздух», «воздух-земля». Такой опыт может весьма пригодиться.
Что касается экономики, то эффективность наноносителя можно существенно повысить, расширив сферы его применения. Например, ничто не мешает использовать его (причем, возможно, в «усеченном» варианте — без третьей ступени РН) в научных целях, как геофизическую ракету. Возможно также, что такая РН может быть создана на базе реального задела по таким ракетам, как «Искандер» либо ЗУР комплексов С-300ПМУ и С-300В.