Список использованных источников
СОВРЕМЕННЫЕ ПРОЕКТЫ МНОГОРАЗОВЫХ КОСМИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Многоразовые космические системы – это космические системы и летательные космические аппараты, применяемые многократно. Такая система может использовать совершенно различные средства выведения: одноразовые, многоразовые, одноступенчатые, многоступенчатые, самостоятельные либо объединенные конструктивно с орбитальными средствами – ракетами-носителями и другими. Изначально целью создания таких аппаратов была экономичность их использования благодаря многоразовости.
Отдельные технические средства космического комплекса и отдельные элементы конструкции ракеты-носителя (ракетные блоки, ракетные двигатели) также могут быть спасаемыми и многократно использоваться.
Космический аппарат многоразового применения – это космический аппарат, использующийся более, чем один раз. Отличием от космического аппарата одноразового применения является возможность периодического восстановления ресурса систем и расходных материалов.
Одним из первых проектов космического челнока, проработанных технически, был ракетоплан конструкции Ойгена Зенгера. Этот проект в 1929 году был выбран для докторской диссертации Ойгена, которому на тот момент было всего 24 года. Согласно проекту, ракетоплан должен был выходить на околоземную орбиту, к примеру, для обслуживания орбитальных станций, после чего при помощи крыльев - возвращаться обратно на Землю. В конце 30-х – начале 40-х годов двадцатого века в закрытом, созданном специально научно-исследовательском институте была выполнена глубокая проработка ракетного самолета, так называемого «антиподного бомбардировщика». Реализации проекта не произошло, но подтолкнуло учёных инженеров всего мира к идее создания многоразовых космических кораблей. [1]
|
|
|
В настоящей статье будут рассмотрены летательные аппараты многократного использования нашего времени российского и зарубежного проектирования – МАКС, «Клипер», «Dyna Soar» и «Гермес», а также проблемы, стоящие на пути создания оптимально высококачественной и относительно не затратной МТКС.
Многоразовая авиационно-космическая система (МАКС) — российский проект космического назначения, состоящий из самолёта-носителя и космического корабля-ракетоплана и использующий метод воздушного старта. Стартовая масса составляет 275 тонн, а масса полезного груза – 7 тонн. Также вместо ракетоплана можно установить одноразовую ракетную ступень – в таком случае масса полезной нагрузки увеличивается до 18 тонн.
Основное назначение такой системы — это доставка грузов и экипажей на орбиту, в том числе на орбитальные станции. Однако МАКС может быть использована и для аварийного спасения экипажей космических объектов ввиду возможности стартовать с воздуха, что повышает оперативность действий. Отсутствие необходимости в космодроме – вот значительное преимущество системы с методом воздушного старта - МАКС использует обычные аэродромы 1-го класса, несколько дооборудованные нужными средствами заправки.
|
|
|
Ещё одно преимущество проекта МАКС - экологическая чистота, получаемая за счёт использования менее токсичного топлива (керосин/водород+кислород) в специально разработанном двигателе РД-701.
В 1994 году проект «МАКС» получает золотую медаль с отличием, особый приз и одобрение премьер-министра Бельгии на Всемирном салоне изобретений, научных исследований и промышленных инноваций «Брюссель-Эврика-94». [4]
В 2000-х годах российские учёные начали разрабатывать «Клипер» - многоразовый космический корабль взамен одноразовым «Союзам». Этот корабль, согласно предвосхищению проектировщиков, должен стать чем-то средним между крылатыми шаттлами и баллистической капсулой «Союза». «Клипер» состоит из орбитального отсека и возвращаемого корабля, похожего на утюг. Благодаря высокому аэродинамическому качеству Клипер способен осуществлять планирующий спуск в верхних слоях атмосферы, снижая тепловые нагрузки и используя многоразовую теплозащиту. Конструкция также позволяет ему производить посадку на обычные аэродромы подобно самолёту и совершать боковые манёвры в пределах 500—600 км с помощью двигателей орбитального маневрирования (этанол/жидкий кислород). Довыведение на орбиту происходит работой твердотопливных двигателей системы аварийного спасения.
|
|
|
«Клипер» способен развить скорость около 420 м/с, вывести на орбиту экипаж в составе 6 человек и до 700 кг полезного груза и возвратить на Землю до 500 кг. Корабль может быть использован для доставки экипажа и груза на орбитальную станцию, экстренной эвакуации, для вывода на орбиту «космических туристов», при межпланетных полётах, а больший внутренний объём повышает комфортность и позволяет увеличить время автономного полёта.
На данный момент нет информации о том, что работа проекта продолжается. [3]
Среди зарубежных многоразовых ракетных летательных аппаратов основными проектами были французский «Гермес» и американская программа «X-20 Dyna Soar».
X-20 Dyna-Soar (от Dynamic Soaring) — «Дайна-Сор» (игра слов: англ. dinosaur — динозавр) — американский проект пилотируемого космического корабля военного назначения - перехватчик-разведчик-бомбардировщик, разрабатываемый с 24 октября 1957 по 10 декабря 1963.
|
|
|
Многоразовый орбитальный самолёт длиной 10,77 м, весом 5,165 тонн и объёмом кабины 3,5 кубометров нёс экипаж в количестве одного человека и 450 кг полезной нагрузки. Выведение на орбиту планировалось ракетой-носителем «Титан». Аппарат мог совершать одновитковый («разгон—планирование») либо многовитковый полёт, исходя из необходимых задач для выполнения военной миссии. Изучались потенциальные методы стыковки с военной орбитальной станцией MOL, а что касается автоматического управления – оно отсутствовало; корабль был полностью пилотируемым на всей траектории полёта.
Полёт на один виток Dyna Soar-3 был назначен на июль 1966 года, а многовитковый — на 1969 год, однако вследствие технических и военно-политических причин программа была закрыта, к счастью, не испытав ни одного полёта. [2]
«Гермес» - французский космический самолёт, весьма похожий на «Dyna Soar» и «Клипер». Проектирование началось в конце 70-х годов двадцатого века, и вскоре продолжилось Европейским космическим агенством. По плану, ракета «Ариан-5» должна была выводить аппарат на орбиту с космодрома Куру, располагающийся на территории Французской Гвианы, а затем орбитальный самолёт доставлял бы на орбитальную станцию до 3 тонн полезного груза и несколько человек экипажа и приземлялся бы на обыкновенную посадочную полосу горизонтально.
«Гермес» длиной 18 м, весом 20 тонн и объёмом кабины 26 куб. м, был снабжён специальными двигателями для выведения на орбиту и совершения манёвров в космическом пространстве, а также мог работать непрерывно в течение 15-20 лет и выводить до 3 тонн полезной нагрузки. Стоимость запуска в космос 1 килограмма груза таким аппаратом оценивалась в 3000 долларов США, а сама проект - в 5,3 млрд долларов США. Ввиду дороговизны, трудностей финансирования и изменения политической ситуации в мире проект был закрыт в 1993 году. Ни одного корабля так построено и не было. [5]
По способу старта «Dyna Soar» и «Гермес» выводятся на орбиту одноразовой ракетой-носителем, а МАКС – возвращаемым самолётом, что избавляет эту систему от необходимости в космодроме. Также, МАКС использует менее токсичное топливо – керосин/водород+кислород по сравнению с топливом Клипера – этанол/жидкий кислород.
По принципу управления и полёту наиболее эффективен Клипер, оснащённый двигателями аварийного спасания и конструкцией, сопутствующей совершению планирующего спуска, боковых манёвров и разгону до 420 м/с. К слову, общая взлётная масса МАКС составляет 620 т, затрудняя полёт, а орбитальный самолёт Dyna Soar являлся полностью пилотируемым на всех участках полёта, что резко снижало его безопасность.
Доставка экипажа и полезного груза на орбиту - одна из главных задач. Лучше остальных с ней справляется МАКС – до 8 т груза, тогда как Гермес способен выводить до 3 т, Клипер – до 0,7 т, а Dyna Soar – всего лишь 0,45 т.
Таким образом, проект многоразовой авиационно-космической системы оказался наиболее действенным и близким к реализации. В настоящее время имеются десятки проектов многоразовых транспортных космических систем на разной стадии разработки. Важнейшие направления их совершенствования повышение надежности, экологичности, многоразовости; снижение удельной стоимости выведения, массы, числа ступеней РН; интеграция планера с двигателем. Основной барьер, препятствующий развитию МТКС – отсутствие технологий, обеспечивающих необходимые летно-технические характеристики, надежность и безопасность, а также очень велики первоначальные вложения в проекты систем, требуется длительное и рискованное отвлечение ресурсов.
Список использованных источников
1. Многоразовые космические корабли [электронный ресурс]. Режим доступа: https://geektimes.ru/post/281564/, свободный (дата обращения 01.03.2018)
2. Официальный сайт NASA [электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.nasa.gov/, свободный (дата обращения 07.03.2018)
3. Russian manned spaceplane Kliper [электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.astronautix.com/k/kliper.html, свободный (дата обращения 10.03.18)
4. Многоцелевая авиационно-космическая система [электронный ресурс]. Режим доступа: http://kosmo-apparaty.ru/ka/mnogotselevaya-aviatsionno-kosmicheskaya-sistema-maks.htm, свободный (дата обращения 10.03.18)
5. Tout sur l'avion spatial Hermès система [электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.sciences-mag.fr/2013/10/avion-spatial-hermes-navette/, свободный (дата обращения 10.03.18)
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 92; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!