Советское самолетостроение Вас совершенно не интересует и Вы бы с гораздо большим удовольствием, чем читать данную статью, отправились бы в речной круиз? Тогда Вам следует незамедлительно посетить страничку http://rosa-victoria.com.ua/?lang=ua, где Вы сможете на самых выгодных для себя условиях арендовать теплоход “Rosa Victoria” в Киеве!

Опыта катастроф у нас в стране было меньше, чем в мире (они обменивались, а нас не допускали), поэтому очень многие статьи требований ОТТ ВВС и НЛГ были написаны по домыслам (пониманиям) ученых (инженеров) и осложняли деятельность конструкторов. Например, наши ученые считали, что надо ростом усилий на штурвале (ручке, педали) ограничить для летчика возможность вывода самолета на недопустимые режимы полета, хотя все ездили на автомобиле и знали, как легко на скорости резко повернуть руль и перевернуть автомобиль, и никто этого не боялся. Вероятно, то были они сами, а вот летчик…

Пассажирский самолет Ту-204

Иностранцы понимали бессмысленность этого требования: если нужно отвернуть, то летчик скорее сломает самолет, чем воткнется в препятствие. Поэтому практически все иностранные самолеты имеют более легкое управление, чем в России. Когда французские пилоты облетывали Ту-204, они сказали (и написали), что самолет им понравился, только у него слишком тяжелое управление, а оно по усилиям было самым легким из всех советских гражданских самолетов на то время.

Я еще раз хочу напомнить читателю, что Нормы летной годности требуют безопасности, т. е. доказательства, что в полете что-то не откажет, что-то не сломается, а если откажет или сломается, то самолет сделан так, что катастрофы не будет (и пассажиры не погибнут), но нормы не касались выполнения заданных летных данных. В результате анализа (сертификации) выполнения самолетом статей НЛГ определяется допустимый взлетный вес, при котором все они выполняются, а также летные данные самолета (длина взлетно-посадочной полосы, дальность и область полета) с учетом ограничений по атмосферным условиям эксплуатации (давление, ветер, видимость, осадки и т.д.), оговоренные сертификатом.

Последствия некоторых отказов можно имитировать в полете (и то не всегда известно как), а как быть с теми разрушениями, которые нельзя имитировать? Работа над тем «как доказать» оказалась одной из самых трудных и содержала много курьезов. Один из таких для меня самых ярких эпизодов был при обсуждении: делать на передней кромке крыла самолета Ту-144 систему обогрева против обледенения или нет. Места в носке нет, да и лед на носке крыла только улучшал его несущие характеристики при посадке, как показывал эксперимент. Один из самых знающих российских ученых, много сделавший и глубоко понимавший проблему, в запале сказал:

-А ты помнишь случай на Ан-24?

— Слушай, побойся Бога, это же было на прямом крыле большого удлинения.

— Но ведь было!

Турбовинтовой пассажирский самолет Ан-24

Настолько высок был запал споров по методикам доказательства, что к этим вопросам привлекались такие ученые мужи, как академики: Г. П. Свищев, Г. С. Бюшгенс, Е. А. Федосов, оба Туполева; доктора и кандидаты наук, профессора и начальники: В. В. Уткин, В. Г. Ми-келадзе, Г. В. Александров, Ю. А. Борис, Р. В. Сакач, В. Г. Смыков, А. Д. Миронов, Ю. И. Снешко, М. А. Тайц, Л. М. Берестов, И. К. Мулкиджанов, Р. А. Теймуразов, С. Я. Наумов, А. Г. Обрубов, Л. М. Шкадов, А. Г. Круглов, И. М. Пашковский, Г. С. Калачев и многие другие. Я уже не говорю о таких «смертных», как я.

Например, один из важнейших разделов: «установление диапазона перегрузок при определении характеристик устойчивости и управляемости Ту-144» переписывался восемь раз, так как должен был быть подписан девятью «авторами» и утверждаться тремя начальниками организаций, в каждой из которых работало по 10—15 тысяч человек. И это был всего-навсего документ — мнение авиапромышленности. Потом он обсуждался с заказчиком и Регистром СССР (государственная служба, фиксирующая сертификатом соответствие самолета НЛГ). Здесь было свое мнение и еще несколько вариантов, фиксируемых уже на уровне заместителей министров авиационной промышленности и гражданской авиации. Кричали, конечно, специалисты, решали заместители министров на уровне некомпетентности, а отвечал? Никто! Я уже не говорю о затраченном времени. Таков бюрократизм: чем выше должность, тем выше доверие. Например, обладавший юмором Лазарь Маркович Роднянский говорил при решении споров: «У кого выше зарплата, тот и прав».

Огромный объем доказательных материалов, необходимых чисто формально и создаваемых как по незнанию, так и нужных по существу, потребовал от А. А. Туполева организации специальной службы сертификации. Во главе ее он поставил Валентина Тихоновича Климова. Большая часть доказательной документации, как «самой убедительной», падала на летные испытания, поэтому процесс сертификации в значительной степени лег на плечи руководителей Жуковской летно-доводочной базы (ЖЛИ и ДБ), инженеров, конструкторов и, конечно, наземных и летных экипажей и др.

Ваш сын обожает самолеты и все, что с ними связано? В таком случае, я настоятельно рекомендую Вам пригласить аниматоров на день рождения ребенка, которые устроят настоящий праздник, проходящий в авио-стилистике!

Узнайте подробности прямо сейчас на сайте www.fanny-banny.ru!

И все-таки, напомню, качество поверхности Ту-144 было намного выше всех других советских самолетов. С чем можете нас поздравить: наша директивная технология принесла успех. Еще больший успех принесла техническая политика изготовителей «Конкорда», направленная на введение и ужесточение допусков на размеры и толщины соединяемых в пакеты деталей. Сейчас мы вправе рассматривать этот шаг как начало их «производственного демарша», бурно развитого при изготовлении А330 и А340.

Летные испытания (полеты) продолжались, изготавливались новые самолеты Ту-144: 16 июня 1974 г. совершил свой первый полет Ту-144 № 02-2 (бортовой номер 77104); 30 ноября — Ту-144 № 03-1 (бортовой номер 77105) с двигателями «РД»; 4 марта 1975 г. — Ту-144 № 04-1 (бортовой номер 77106). Так как каждый из них отличался от ожидаемой типовой конструкции в разных ее частях, то организовывались отдельные программы испытаний под конкретные экземпляры самолетов по определению фактических летных данных.

Более того, 26 июня 1974 г. правительством было принято Постановление, обязывающее Минавиапром обеспечить необходимые работы для осуществления начала пассажирских перевозок на Ту-144 уже в 1975 г. Можно подумать, что составители Постановления не знали, что уже наступило время, когда ни один гражданский самолет не будет допущен к эксплуатации без его сертификации. Знали и понимали о невозможности начать пассажирские перевозки на Ту-144 до выхода официальных Норм летной годности СПС и завершения по ним процедуры сертификации. Все дело в том, что «надо» как можно меньше отстать от англо-французов, хотя бы на уровне правительства.

Однако к концу 1974 г. стало ясно, что в 1975 г. пассажирских перевозок на Ту-144 начать нельзя из-за невозможности в этот срок подготовить самолет. На коллегии Министерства авиационной промышленности в феврале 1975 г. в качестве меры для облегчения выполнения этого срока А. А. Туполев предлагал включить этот пункт в социалистические обязательства Министерства (подразумевалось, что в выполнении задания по Ту-144 участвуют сотни организаций) и даже в социалистические обязательства Министерства гражданской авиации. Мудрые руководители это сделать не позволили. Да и как можно было начать в 1975 г. пассажирские перевозки без ВНЛГСС и сертификата летной годности.

Все шло своим чередом. Проводились летные испытания в надежде, что получаемые результаты послужат доказательством соответствия самолета еще разрабатываемым НЛГ.

Параллельно с испытательными полетами в 1974 г. находилось время и для накопления материалов по освоению эксплуатации самолета на трассах и в аэропортах на основе полетов по маршрутам: 4—5 сентября Москва — Киев — Москва (5 сентября — в аэропорт Борисполь); 7 октября — Москва — Баку; 8 октября — Баку — Ташкент — Баку; 9 октября Ту-144 вернулся в Москву.

Зачем лететь за границу, чтобы сыграть в казино и выиграть состояние? Вы всегда можете сделать у себя дом, не отходя от своего компьютера! Для этого Вам будет достаточно посетить этот сайт — www.casino-eldorado.com, где Вы найдете самые популярные игровые автоматы и слоты мира!

Компоновочная схема предсерийного самолета Ту-144

Первый «серийный» образец по частям был давно перевезен в ЖЛИ и ДБ. Подходила к концу его наземная отработка к первому вылету.

С нашей стороны, как положено, были подготовлены все материалы к Методсовету, и 25 июня 1971 г. нами было получено решение «О допуске самолета к первому вылету и проведению летных испытаний».

Через 5 дней (1 июля) состоялся первый полет улучшенного (предсерийного) образца самолета Ту-144 № 01—1 (бортовой номер 77101).

СПС Ту-144 перед стартом

Командиром экипажа первого вылета был Михаил Васильевич Козлов. На вылет приехало много народу. Некоторые сидели даже на крышах ангаров, благо погода была отличная. Был, конечно, и Андрей Николаевич. Многие, в том числе и я, стали у места предполагаемого отрыва самолета от полосы. Мне по-прежнему издали самолет казался похожим на хищную птицу с суровыми бровями, а вот Г. Ф. Набойщиков увидел в нем сходство с ослом из «Бременских музыкантов» (ПК, как уши).

Отрыв самолета при элевонах, не достигших даже нулевого положения (из отрицательного — элевоны вниз), казался удивительным, и это подтвердило эффективность ПК. Этому, конечно, мы, аэродинамики, были очень рады. А для меня это было подарком к моему пятидесятилетию. Справедливости ради скажу, что никто из руководства эти две даты не связывал.

Формально самолет назывался «улучшенный», и поэтому прямого времени на подробные заводские испытании не дали, и по решению ВПК 28 июля 1971 г. была учреждена комиссия по проведению совместных государственных испытаний серийного самолета. Комиссию возглавил первый зам. министра гражданской авиации А. И. Семенков.

В этот же день скончался Лазарь Маркович Роднянский, который считал, что систему управления должен компоновать и отвечать за нее он вместе со своим подразделением, заказывая разработчикам отдельные агрегаты. Это соответствовало школе В. М. Мясищева, у которого он много лет работал.

У Роднянского было два заместителя: Борис Николаевич Соколов и Александр Сергеевич Кочергин. Первый был дельным организатором, улавливающим передовые идеи, и он, безусловно, следовал бы очень близко к линии Роднянского. Но Туполевы решили по-другому — назначили начальником подразделения управления Александра Сергеевича Кочергина, превосходного и знающего конструктора.

Самолет Ту-154

Линия Роднянского кончилась и началась линия, соответствующая точке зрения А. А. Туполева: систему создает по рекомендации ЦАГИ и за нее отвечает институт Евгения Владимировича Ольмана. Поскольку система управления Ту-144 была готова, то за изменения (улучшения) с разработчиками и ЦАГИ «воевал» Г. Ф. Набойщиков, которого я поддерживал. Разработчик принципиальной схемы систем управления Ту-154, Ту-22М и др. Вадим Михайлович Разумихин продолжал так же, как и аэродинамики, придерживаться линии Роднянского, поэтому впоследствии законы работы системы управления разных самолетов разрабатывались то в подразделении управления, то в аэродинамическом подразделении, в зависимости от того, кто кого «пересилил».

Б. Н. Соколов не мог долго выдержать политику А. С. Кочергина и обиженный на то, что не его назначили начальником, ушел из КБ работать главным инженером 10-го главного управления МАП.

А. А. Туполев (справа) докладывает министру авиационной промышленности П. В. Дементьеву (слева), Генеральному конструктору А. Н. Туполеву (в центре) и министру гражданской авиации Б. П. Бугаеву результаты испытаний самолета Ту-144

В июле 1971 г. начались испытания серийного самолета Ту-144 № 01-1, во время которых постепенно расширялся круг пилотов, штурманов и бортинженеров, летавших на нем. В полетах участвовали: 29 пилотов (не считая американских на летающей лаборатории Ту-144ЛЛ) и из них только 10 не имели звания Героев Советского Союза; 16 штурманов, 15 бортинженеров и 15 ведущих инженеров-испытателей.

В результатах «заводской» части испытаний для нас, аэродинамиков, было три главных события:

• на 20% велика подъемная сила ПК — укоротили размах, убрали часть щели;

• законцовка крыла способствует возбуждению флаттера — отрезали;

• ложка на проходе М = 1 — 1,2 — сделали «домик» по сдвижке центра тяжести назад за счет дополнительной перекачки топлива.

Гораздо больше, чем самолеты, Вас интересуют автомобили? Что ж, тогда я хочу посоветовать Вам прочить киа рио отзывы владельцев, которые убедят Вас в том, что данный автомобиль является идеальным для эксплуатации в городских условиях.

Прочитать подробности о данной марке авто Вы сможете на autoback.ru.

Первый образец серийного варианта Ту-144 строился, несмотря на то, что «инерционный» поток новых идей у конструкторов продолжался, и чем дольше строился и испытывался самолет, тем больше нам, конструкторам, хотелось переделать то там, то тут, даже еще до результатов испытаний.

Испытания самолета Ту-154, удовлетворенность действий его систем и, в частности системы улучшения устойчивости — управляемости, породили желание разработчиков этой системы распространить свой опыт на серийный Ту-144. Идеологи строящейся системы управления на Ту-144 Г. Ф. Набойщиков и его команда, «разрывая на груди рубашку», доказывали, что система Ту-154 в принципе никуда не годная, а в соответствии с этой идеологией команда Ту-154 доказывала негодность того, что делается на Ту-144.

Меня лично полностью не удовлетворяли обе системы, так как ни в той, ни в другой не было однозначного соответствия положения штурвала и балансировочного отклонения руля (что, по моему мнению, лишало летчика понимания имеющихся у него запасов по управляемости). Как следствие, штурвал при автоматической коррекции не отслеживал положение руля и тем, по моему мнению, лишал пилота непрерывной обучаемости по управлению самолетом в той степени, которая нужна для пилотирования и штатно решается автоматикой. При очень высокой степени автоматизации присутствие на борту пилота лишено смысла, так как у него все равно нет навыка управления самолетом в отказных ситуациях по автоматической части системы управления. Вероятно, по этой же причине большая часть программы тренировки на тренажерах экипажей зарубежных авиакомпаний предусматривает отказные ситуации.

Но моим сторонником на фирме оставался только Воронов, которого считали «заумным чудаком». Эти мои идеи не проходили, ибо противниками был не только Набойщиков и его бригада, а гораздо более серьезные руководящие мужи из ЦАГИ и института МИЭА — разработчика автоматической части системы. Наши отношения со службой Набойщикова строились на принципах взаимного убеждения, а не «обмена мнений», когда подчиненный приходит к начальнику со своим мнением, а уходит с его. Должен сказать, что убежденность и обоснованность доводов его команды в большинстве случаев пересиливали мою, и принималось их предложение.

Когда все устали от споров, мудрый Лазарь Маркович Роднянский, начальник подразделения управления, предложил, вернее, решил — по его принципу: «У кого выше зарплата, тот и прав» — оставить основную разработанную систему, но параллельно поставить экспериментальный блок, который бы позволял сделать систему аналогичной системе Ту-154. С этим все сразу согласились и у нас, и в ЦАГИ, и у разработчиков. Получился, как сейчас любят говорить, «полный консенсус».

Первый опытный Ту-144 в первом полете в сопровождении МиГ-21 И. 31 декабря 1968 г.

Сопровождающий Ту-134 еле догонял, а МиГ-21 И быстро стал рядом. Так строем и ушли в зону опытных полетов, пропав в тумане.

Слушали сообщения из машины руководителя полетов. Все сообщения были спокойными— успокаивающими. Экипаж-то какой! Ему все нипочем: первый пилот Эдуард Вагаиович Елян, второй — Михаил Васильевич Козлов, борт-инженер — Юрий Трофимович Селиверстов и ведущий инженер Владимир Николаевич Бендеров. Одна решимость Бендерова многого стоит!

Первый полет всего-то был 20 с чем-то минут, а казался вечностью.

Наконец: «Идем на посадку». (Я сейчас не могу вспомнить, делали они проход в первом полете или нет.)

Ждем … Сколько можно… Наконец сразу все: «Идут!».

Стали видны фары. Много позже увидели всю тройку. Внешне и по записям приборов посадка и не только для первой была блестящей.

Экипаж Ту-144: Э. Елян, М. Козлов, Ю. Селиверстов, В. Бендеров

При заходе на посадку траектория полета самолета номинально выдерживается — идет по так называемой глиссаде (радиолучу глиссадного маяка, передатчика), идущей под углом около 3° от поверхности ВПП. При этом наклон оси самолета, образующей с ВПП тангажный угол (U), воспринимаемый пилотом, равняется алгебраической сумме угла глиссады и угла атаки (по фюзеляжу). При этом U остается постоянным (из-за постоянной скорости). При приближении к ВПП (за счет сильного «влияния земли» на увеличение подъемной силы) траектория полета выравнивается. Но, так как прирост подъемной силы происходит, главным образом, у задней кромки крыла, то сам самолет начинает уменьшать угол атаки, выравнивая подъемную силу с весом. При этом летчик, поддерживая самолет от излишнего уменьшения угла атаки, привычным его навыку движением — подтягиванием штурвала «на себя»— сохраняет нужную для завершения посадки высоту полета от глаза до полосы. Эффект «просадки» при отклонении элевонов вверх и положение мгновенной оси вращения самолета около экипажа, позволяют за счет увеличения угла атаки, без изменения высоты полета, воспринимаемой летчиком, плавно подвести главное шасси к поверхности ВПП. Все сказанное делает посадку «бесхвостки» с крылом малого удлинения по ощущению летчика «близкой к самолету с прямым крылом», как об этом говорил Э. В. Елян.

О том, как встречали экипаж, как качали и кричали «ура» и т. д. много было написано, сфотографировано и показано в кино и по телевидению, но почему-то все забывали, или не считали нужным сказать, о том, как это было важно для каждого участника создания и подготовки Ту-144 к первому полету.

Конечно, начальство и все, кто был к нему поближе, выпили еще на базе. Однако надо понимать, что праздник был не только у начальства, но у сотен тысяч советских людей, поднимавших бокалы и произносивших тосты и за счастье в Новом году, и за успехи в деле создания Ту-144, ибо это, как тогда говорили, была «всенародная стройка».

С точки зрения благодарности людей решение Андрея Николаевича совершить первый полет 31 декабря было величайшим, возвысившим его в глазах миллионов, действием. На имя А. Н. Туполева, А. А. Туполева и министра П. В. Дементьева было получено множество поздравлений с первым вылетом со всего мира: от государственных и авиационных деятелей всех рангов.

Надо сказать, что, начиная с 1967 г., пошел поток различных интервью, осмотров, публикаций в средствах массовой информации (СМИ), свидетельствовавших о большом интересе к СПС. Неофициально СМИ «присвоили» самолету звание «флагман Аэрофлота».

Не могу не дать оценку этого первого полета: с точки зрения техники он был, если не вреден, то малоэффективен, хотя и ответил на детский вопрос: «Летает или нет?». Нам, специалистам, кто создавал Ту-144, было абсолютно ясно, что «летает», и нас, как и все остальные службы, интересовало другое: где плохо или трудно пилотам. Подобных данных первый полет практически не принес: все сходилось с расчетами, ожиданиями и ощущениями.

Двухступенчатая межконтинентальная ракета Р-7

Здесь уместно сопоставление первых ступеней модульных РН с классической ракетой Р-7, у которой двигатели центрального блока и боковых блоков практически идентичны. Но за счёт большего объема баков центрального блока

при одинаковой скорости расхода топлива боковые блоки опустошаются быстрее и сбрасываются. При этом реализуется принцип многоступенчатости, дающий значительный эффект по характеристической скорости выведения полезной нагрузки.

Но как реализовать принцип многоступенчатости при одинаковых унифицированных блоках?

Это можно сделать, если двигатели любого из УРМ будут иметь большие пределы регулирования тяги (от 0,4 до 1,2 значения номинала). В этом случае при полёте на активном участке траектории в какой-то момент времени двигатели центрального модуля могут быть переведены на режим пониженной тяги. При этом баки периферийных УРМ, двигатели которых работают на номинале, опустошаются быстрее, после чего сами периферийные модули сбрасываются, а двигатель центрального блока переходит на режим номинальной тяги и УРМ продолжает полёт до полной выработки топлива. Момент переключения тяги ЖРД центрального УРМ и её величина должны выбираться из условий максимальной эффективности, достигаемой при проведении полёта по этой схеме. Так можно реализовать принцип многоступенчатости.

Для максимальной унификации комплектующих узлов и агрегатов двигатели с большим диапазоном регулирования тяги должны устанавливаться на всех УРМ. Но использование таких двигателей резко снижает эффективность применения РН модульной конструкции. Это объясняется тем, что в настоящее время стоимость нерегулируемого двигателя составляет примерно 30-40% стоимости ракетного блока, а стоимость регулируемого — от 60 до 70%.

Если же требование регулирования тяги предъявлять лишь к двигателям, которые установлены на центральном блоке, а не к двигателям на боковых блоках (там большого регулирования не требуется), то это уже будут не идентичные блоки, потому что они снабжены разными двигателями. И для того чтобы достичь эффективности по общим параметрам полёта, необходимо просчитывать, что обойдётся дешевле: применение регулируемых двигателей или изготовление неодинаковых блоков.

Хотя производство регулируемых двигателей сравнительно дорого, без них при построении РН по модульной конструктивно-компоновочной схеме не обойтись.

Ракетный двигатель РД-180

Лётные испытания РН, оснащённых регулируемыми двигателями РД-180, показали, что повышение эффективности РН может быть достигнуто при регулировании тяги ЖРД на различных участках траектории полёта. Например, в прохождении РН максимума скоростного напора, при разделении ее частей. При этом снижаются нагрузки, действующие на РН, повышается точность управления и т.п. При проектировании РН появляется возможность учитывать снижение нагрузки и облегчать конструкцию агрегатов и самой РН, увеличивать коэффициент заполнения, то ее повышать эффективность конструкции РН. Таким образом, использование регулирования тяги ЖРД всех УРМ в конечном итоге повышает и эффективность средств выведения.

Существуют и другие пути оптимизации характеристик РН, строящихся по модульному принципу. Примером может служить применение схем пакета блоков с переливом топлива. В полёте горючее из боковых модулей переливается в центральный модуль. В конце работы двигателя боковых УРМ топливные баки центрального двигателя УРМ должны быть полностью заправлены топливом, чтобы он мог продолжать полёт. Исследования показывают, что наибольшую скорость в конце полёта связки УРМ на первой ступени РН обеспечивает именно использование схемы пакета блоков с переливом топлива. При заданной массе полезной нагрузки и при прочих равных условиях эффективность РН определяется скоростью. Чем больше скорость, которую РН может сообщить полезной нагрузке, тем выше эффективность РН.

В процессе развития концепции создания РН по модульной схеме возможно дальнейшее повышение эффективности РН. Оно осуществимо при разработке более точных методов расчёта оптимизации параметров, применении модульных схем на верхних ступенях РН, использовании более дешёвых ЖРД с меньшей степенью регулирования и т. п.

Однако следует признать, что с учетом всех факторов, всех «за» и «против» повышение эффективности РН с использованием систем выведения, созданных по модульному принципу, возможно на небольшую величину — всего на 15-20%.

И, хотя применение модульного принципа позволяет заметно снизить удельную стоимость выведения полезной нагрузки, перспективным всё-таки видится путь применения комбинированных средств выведения.

Ракет-носитель Delta IV Heavy на стартовой площадке

К созданию РН, построенных на модульном принципе, в настоящее время приступили Россия (РН семейства «Ангара»), США (РН Atlas 5HLV — фирма Lockheed Martin, Delta IV Heavy — фирма Boeing). К РН модульной конструкции с определённой долей условности можно отнести РН семейства Н-2А, разрабатываемого фирмой Mitsubishi для JAXA — японского космического ведомства.

Данная статья не представляет для Вас совершенно никакого интереса, потому что в данный момент Вы находитесь в поиске организации, чья основная специализация — ремонтные работы Днепропетровск? В таком случае, я настоятельно рекомендую Вам обратиться в компанию «Голиаф-Строй», специалисты которой вдохнут новую жизнь в интерьер вашей квартиры или дома!

В современных условиях постоянно растёт стоимость реализации ракетно-космических программ по созданию и эксплуатации РН и других объектов ракетно-космической техники. В связи с этим к проектно-конструкторским и технологическим решениям в космонавтике предъявляются особые требования.

Их диктует рынок. Чтобы побеждать в борьбе за заказчика, необходимо оптимизировать затраты. Время космической гонки ради престижа уходит в прошлое. Сейчас оценивают эффективность вложения средств и выбирают такие проектно-конструкторские и технологические принципы создания РН, которые могли бы существенно влиять на объём затрет по изготовлению и эксплуатации техники.

К таким принципам учёные-конструкторы относят:

• модульность конструкций РН;

• унификацию комплектующих узлов, агрегатов, изделий;

• проектную, производственную и эксплуатационную технологичность конструкции;

• повышение весовой эффективности и снижение удельной стоимости выведения массы полезной нагрузки.

Одним из перспективных направлений совершенствования средств выведения является использование принципа модульного построения РН.

В соответствии с этим принципом разрабатывается, пока для первых ступеней РН, один универсальный ракетный модуль (УРМ, или, по американской терминологии, — SSB). Он позволяет в тандеме со второй ступенью РН создать РН легкого класса. Соединив параллельно два или три УРМ и оснастив связку верхней ступенью РН, получаем РН, имеющую размерность среднего класса. Соединив пять УРМ и оснастив связку верхними ступенями РН с необходимыми характеристиками, получим РН тяжёлого класса. То есть для создания РН с определёнными характеристиками используется несколько одинаковых, размещенных параллельно блоков, имеющих на каждом УРМ до 90-95% одинаковых деталей узлов и агрегатов. Проще говоря, РН заданной размерности собирается, как из детских кубиков.

Этот подход позволяет организовать экономически более выгодное производство базового унифицированного модуля, потому что его характеристики не зависят от конкретного целевого назначения изделия. При этом эффективность производства обеспечивается за счёт использования отработанных конструктивно-технологических решений, сокращения номенклатуры деталей, узлов агрегатов в создании унифицированных модулей, а также за счёт расширения фронта работ при сборке однотипных изделий. И, как следствие, облегчается эксплуатация, упрощается подготовка кадров. Минимальная стоимость транспортировки полезного груза в заданную точку космического пространства обеспечивается как раз при помощи РН (или ее части), построенной по модульной схеме.

Однако платой за переход на унифицированные конструктивные модули, агрегаты и элементы обычно является увеличение массы конструкции за счёт не оптимального решения конкретной задачи. РН оказывается несколько «переразмеренной» по весу. А это влияет на массу выводимой полезной нагрузки, которая снизится.

Второе препятствие, мешающее немедленно внедрять в производство модульный принцип, лежит в способе работы двигателей, устанавливаемых на унифицированных модулях. Двигатели всех модулей, входящих в связку УРМ, работают все время в одном режиме, то есть имеют одинаковую тягу и, следовательно, одинаковый расход топлива. К концу работы двигателей все топливные баки УРМ будут опустошены одновременно. Такая схема работы двигателей УРМ эквивалентна работе одноступенчатой РН или одной ступени многоступенчатой РН, имеющей больший запас топлива, в число раз равное количеству блоков, чем один УРМ, и в такое же количество раз большую тягу двигательной установки. Но эта РН будет иметь меньший коэффициент заполнения и, следовательно, несколько меньшую степень совершенства, чем у отдельного УРМ.

Старт американской ракеты-носителя легкого класса «Скаут Б» со спутниками «SEV» и «Secor-5»

Как свидетельствует практика, выведение легких КА при попутных или кластерных пусках РН среднего класса не всегда удобно для заказчика. Если первоначальное формирование орбитальной группировки решается таким способом весьма удачно, то для замены вышедшего из строя КА заказчик вынужден ждать удобного случая для доставки своего аппарата на орбиту в качестве дополнительного полезного груза.

При этом возникает вопрос: а можно ли в современных условиях создать новый легкий экономически эффективную РН? (Под экономической эффективностью следует понимать минимум затрат на запуск легкого КА, поскольку о прибыльности в данном сегменте рынка говорить затруднительно).

Положительный ответ можно получить при выполнении некоторых условий.

Израильский спутник-разведчик Ofeq 9

Во-первых, необходимо правильно выбрать размерность РН. Анализ запусков низкоорбитальных КА показывает некоторую тенденцию снижения их массы. Так, израильские КА ДЗЗ EROS (и близкие к ним по конструкции разведчики Ofeq) имеют стартовую массу порядка 270-300 кг. Масса южнокорейского КА Kompsat, запущенного в 2006 г. из Плесецка с помощью РН «Рокот», — менее 800 кг. Германский КА SAR-Lupe (разведчик с радаром с синтезированной апертурой) имеет начальную массу около 720 кг. Значительная часть КА научного назначения и новейших низкоорбитальных КА связи также не тяжелее 500-1000 кг. Для запуска таких аппаратов нужна РН размерности «Космос-3М» или чуть меньше.

Южнокорейский космический аппарат Kompsat

Во-вторых, новая РН должна быть экологически безопасной и экономически обоснованной. В некотором смысле здесь есть определенное сходство между очень маленькими и очень большими (сверхтяжелыми) РН: и те, и другие стартуют редко, что определяет высокую долю затрат на разработку в стоимости пуска, а также довольно большие издержки на единицу продукции при серийном производстве. Естественна попытка создания редко используемых РН на элементной базе РН, находящихся в длительном и ритмичном серийном производстве.

Таким образом, РН легкого класса должен соответствовать следующим требованиям, обеспечивающим минимизацию затрат на разработку и производство и сокращение сроков проектирования:

• использование отработанных и находящиеся в серийном производстве блоков (так, по некоторым данным, стоимость создания двигателей составляет от 40 до 60% от общей стоимости разработки РН);

• максимальное применение имеющейся в производстве технологической оснастки, а также серийно выпускаемых узлов, агрегатов и отсеков существующих РН;

• эксплуатация РН с имеющихся технических и стартовых комплексов с минимальными доработками.

Запуск ракеты «Союз»

Парк из двух РН — «Ангара-1» (или «Союз-1») и новая РН однотонного класса (при этом создание «наноносителя» — отдельная задача, требующая дополнительного обоснования) — способен перекрыть весь диапазон грузоподъемности, требуемый от российских средств выведения легкого класса.

Обожаете космос, высокие технологии и все что с ними связанно? Тогда рекомендую Вам поиграть в одну из футуристических игр, которые вы найдете на сайте http://evogame.ru. К примеру, это может быть замечательная игра для портативных устройств N.O.V.A. 2, которая посетила две самые популярные мобильные ОС — Android и iOs!

С уменьшением размеров конструктивное совершенство, а следовательно, и массовая отдача РН снижаются, причем быстрее, чем падает стоимость разработки и создания РН. В результате удельная стоимость выведения КА у легких РН гораздо выше, чем у средних и тяжелых РН. По некоторым оценкам, этот показатель растет с уменьшением грузоподъемности с 8-10 тыс. долл./кг для тяжелых и средних РН до 30-40 тыс. долл./кг для легких РН. Последнее обстоятельство усугубляется и отмеченным уже небольшим количеством запусков малых КА.

Пуск ракеты-носителя «Старт-1» с космодрома Свободный, Амурская область

У российских легких РН свои проблемы. Почти все они используют токсичные компоненты топлива. Космические войска уже неоднократно заявляли об отказе от «гептиловых» РН. После «отстрела» РН «Циклон», «Космос» и «Рокот» новых заказов на них не будет. Что касается твердотопливной РН «Старт-1», то ее энергетические возможности для многих задач недостаточны. К тому же предприятия, выпускающие блоки для этой РН, в ближайшие годы будут загружены производством ракетных комплексов «Искандер», «Тополь-М», РС-24 и «Булава». Конверсионные РН «Рокот», «Днепр» и «Стрела» в ряде случаев, таких как выведение мини- и микроспутников на низкие орбиты, избыточны по энергетике. Лишь практически «даровая» стоимость снимаемых с вооружения баллистических ракет обеспечивает их коммерческую привлекательность. Но надо иметь в виду, что гарантийные сроки хранения РС-18 и РС-20, на базе которых созданы РН «Рокот» и «Днепр», не бесконечны.

Взлет РН «Днепр»

У РН «Днепр», в свою очередь, проблемы с зонами отчуждения: при пусках с Байконура или из Ясного отделяемые части РН падают в зоны, находящиеся на территории Казахстана, Туркменистана или Узбекистана. И эти государства выставляют России определенные условия. Получение разрешения на запуск со стороны Казахстана (вообще болезненно относящегося к запускам «гептильных» РН) было источником длительных и непростых переговоров по запуску КА THEOS.

Ракета-носитель «Штиль»

Использование конверсионных РН семейства «Штиль», создаваемых на базе морской ракеты РСМ-54, сопряжено с допуском заказчика на борт подводного ракетоносца, что вызывает ряд проблем бюрократического характера.

Макеты ракет на базе носителя «Ангара-1»

Что касается новых проектов РН «Ангара-1» и «Союз-1», то их следует рассматривать как прямую замену РН «Циклон-3». Для КА, ранее запускавшихся РН «Космос-3М» или «Старт-1», эти перспективные РН переразмерены. Учитывая степень новизны РН «Ангара-1», можно полагать, что на первых порах экономика этой РН коммерческих заказчиков может и не устраивать. Будущее же РН «Союз-1» неразрывно связано с проектом РН «Союз-2-3» и двигателем НК-33-1, однако следует помнить, что выпуск последнего прекращен более 30 лет назад.

Как показывает статистика пусков, несмотря на проблемы, РН легкого класса нужны, поскольку нужны и легкие КА.

Завершающий этап сборки РН Athena

Статистика пусков за последние 10 лет представляет интересную картину. Оказывается, удельный вес легких РН в общем числе космических пусков после 2001 г. колеблется около значения, составляющего примерно 23%. Доля КА, выведенных на орбиты легкими РН, также стабильна — около 30%. Это усредненные цифры: в 2001-2003 гг. произошел спад этих показателей, но не намного и в связи с общим сокращением космической активности. В среднем, начиная с 2003 г., ежегодно стартуют 15 РН легкого класса, которые выводят на орбиты 23-24 КА. Приведенные относительные показатели характерны и для России.

Например, в 2008 г. с российских космодромов осуществлено шесть пусков легких РН (23% от общего количества пусков), которые вывели на орбиты 18 КА (41,8% от общего числа запущенных КА). По типам РН эти пуски распределились следующим образом:

• РН «Космос-3М» — три пуска (выведено восемь КА);

• РН «Рокот» — один пуск (четыре КА);

• РН «Днепр» — два пуска (шесть КА).

РН «Днепр» на стартовой площадке

Таким образом, ярко выраженной тенденции к существенному уменьшению количества запускаемых легких КА нет. Напротив, в ближайшее время возможно увеличение потребности в запусках небольших низкоорбитальных КА. В 2006 г. прогнозировался запуск в течение ближайших десяти лет порядка 130-140 только гражданских КА ДЗЗ. В 2007 г. компания возникла необходимость замены и пополнения КА в низкоорбитальных спутниковых группировках, таких как Globalstar и Orbcomm. Кроме того, предусматривался запуск определенного количества легких КА научного и военного назначения.

Следует отметить, еще 15-20 лет назад была весьма популярна идея развертывания и эксплуатации многоспутниковых орбитальных систем. Основанием для нее служил прогресс в микроэлектронике, что позволяло создавать КА небольшой массы, но с высокими характеристиками. Представлялось, что дешевизна единичного КА сможет компенсировать их большое потребное количество (десятки и сотни), и низкоорбитальные системы будут экономически эффективными. Увы, ожидания не оправдались: развитие наземных телекоммуникационных сетей и тяжелых геостационарных КА с большим сроком службы поставило крест на этих мечтах.

Кроме того, рынок пусковых услуг сегментирован неравномерно. Наибольший доход провайдерам приносит запуск коммерческих геостационарных КА тяжелыми РН. Доходность РН легкого и среднего класса существенно меньше, причем запуски малых КА «университетского» класса особенно дешевы. Рынок запуска легких КА — нишевый; его основные потребители — государственные военные и научные ведомства, университеты, то есть «бюджетники». Разумеется, есть и коммерсанты — те же Globalstar и Orbcomm. Но они зачастую пользуются услугами операторов РН среднего класса, проводящих кластерные запуски.

РН «Ангара-1 »

Как и всякий вид техники, легкие РН имеют свои отличительные черты. Например, этим РН, как никаким другим классам РН, свойствен огромный разброс грузоподъемности. Почти все современные «тяжеловесы» выводят на низкую околоземную орбиту КА массой около 20-25 т и имеют примерно сопоставимую грузоподъемность при запуске КА на геопереходные орбиты (в этом случае масса аппарата на геостационаре сильно зависит от конструктивного совершенства РН и широты точки старта). В отличие от них, грузоподъемность современных легких РН различается в десятки раз — от 50…100 кг до 4 т. Соответственно, при общей сравнительно небольшой потребности в КА соответствующего класса, загрузить работой все такие РН проблематично: РН, рассчитанная на пятидесятикилограммовый КА, не может вывести на орбиту более тяжелый аппарат, а, например, РН класса «Ангара-1 » невыгодно использовать для запуска одиночного микроспутника.