I de senere år har udviklingen af private virksomheder, der opererer inden for luftfartsindustrien, tiltrukket særlig interesse blandt specialister og offentligheden. En række udenlandske organisationer af denne art har allerede præsenteret flere forskellige designs af forskellige klasser med forskellige egenskaber. Lignende organisationer opererer også i vores land. Til dato er nogle nye udviklinger på dette område blevet præsenteret. Således præsenterede Lin Industrial -virksomheden et projekt af Vyuga -luftfartssystemet.
Projektet med Vyuga aerospace system (AKS) blev udviklet af Moskva -virksomheden Lin Industrial, der arbejdede med bistand fra Skolkovo Foundation, efter anmodning fra en navngiven kunde. Formålet med projektet var at udarbejde udseendet af et genanvendeligt totrinssystem designet til at sætte mennesker og forskellige laster i kredsløb. På grund af systemets begrænsede bæreevne betragtes samtidig implementering af forskellige videnskabelige undersøgelser osv. Som hovedopgaven. Derudover er den militære brug af systemet med det formål at udføre rekognoscering eller som bærer af højpræcisionsvåben ikke udelukket.
I den foreslåede form har "Blizzard" -systemet en række karakteristiske fordele. Det giver fuld genanvendelse af alle systemets komponenter, brugen af det eksisterende luftfartøjsfly, mulighed for at placere lasten i baner i en lang række hældninger samt miljøsikkerhed. Derudover gør brugen af et luftfartøjsfly det muligt at lancere nyttelast fra forskellige regioner på planeten, herunder dem, der starter fra kundelandets område.
Generelt syn på AKS "Blizzard" før start
Vyuga AKS -projektet indebærer brug af et kompleks bestående af tre hovedkomponenter. Hovedelementet, der sikrer resten af ydeevnen, er luftfartøjsflyet med et sæt mounts til transport af resten af udstyret. Det foreslås også at bruge den første etape med raketmotorer, som er ansvarlig for accelerationen af den såkaldte. kredsløbsfase. Sidstnævnte er et apparat, der er i stand til at flyve både i atmosfæren og videre. Alle elementer i "Blizzard" -komplekset skal kunne vende tilbage til basen.
Ifølge organisationsudvikleren begyndte oprettelsen af Vyuga AKS med undersøgelsen af de tilgængelige kapaciteter og bestemmelse af parametrene for det nødvendige udstyr. Så kompleksets nyttelast blev bestemt til et niveau på 450 kg, bragt til lav jordnær belastning. Det bemærkes, at teknologiske satellitter af typen "Photon" har lignende parametre for bæreevne. Under hensyntagen til beregninger for forskellige elementer i komplekset blev rækkevidden af potentielle bærere af systemet bestemt.
Det blev besluttet at opgive det militære transportfly An-124 "Ruslan" og An-225 "Mriya" på grund af overdreven bæreevne. Tu-160 missilbæreren passede ikke på grund af det lille antal eksisterende køretøjer af denne type. Som et resultat blev kun M-55X Geofizika, MiG-31 og Il-76 fly overvejet. Yderligere beregninger viste, at Geofizika og MiG-31 ikke kan bruges som et boosterfly til luftfartssystemet. Disse fly har et højt praktisk loft, men har utilstrækkelig nyttelast. Med deres brug kunne nyttelasten af "Blizzard" ikke overstige 50-60 kg, hvilket ikke svarede til de originale beregninger.
Monteringsordning
Således var det eneste passende transportør for systemet Il-76 militære transportfly. Selv i dette tilfælde var det imidlertid ikke alle designfunktioner, der gjorde det muligt at bruge teknikken uden ændringer. Beregninger har vist, at flyet har brug for strukturel forstærkning og installation af noget nyt udstyr til transport og lancering af booster- og kredsløbstrinnene. Sådanne ændringer gjorde det muligt fuldt ud at realisere de eksisterende fordele i form af høj bæreevne samt kompensere for det eksisterende højdetab i sammenligning med andre potentielle transportører.
"Blizzard" -projektet i sin nuværende form giver mulighed for modernisering af Il-76-flyet med brug af nogle nye enheder. I den centrale del af flyets lastrum foreslås det at montere en særlig støttebøjle, der omfordeler vægten af missilsystemerne til flyets kraftelementer. Dette produkt er en åbent struktur med en længde på 12,9 m, en bredde på 3,3 m og en højde på 2,7 m med fremspringende elementer i den øvre del, der strækker sig ud over skroget. Oprindeligt blev det foreslået, at bindingsværket var fremstillet af kulfiberforstærket plast, men senere af hensyn til styrken blev projektet ændret. Produktet skal nu bestå af titaniumelementer med en diameter på 85 mm. I dette tilfælde er trussens masse 6, 2 tons. En vis forenkling af strukturen er mulig ved at reducere tykkelsen af delene af den nedre del af fagverket.
Efter installation af bindingsværket på flyet vises flere knuder på den øvre overflade af flykroppen til dokning med den første fase af raketsystemet. Med deres hjælp foreslås det at forbinde luftfartsselskabets fly med andre elementer i komplekset. Mounts skal have kontrolsystemer, der tillader frigivelse af missilsystemer på det krævede tidspunkt.
Baseret på resultaterne af det foreløbige designarbejde og forskning med brug af computermodellering dannede designerne af "Lin Industrial" det generelle udseende af den første fase af AKS "Vyuga". Dette produkt skal være et relativt stort raketdrevet fly designet til at accelerere et kredsløb efter adskillelse fra boosterflyet. Sådanne anvendelsesmetoder har ført til behovet for at udarbejde nogle af designfunktionerne. Især var det nødvendigt at udvikle en vinge og en stabilisator designet til at trække missilsystemet tilbage fra luftfartøjsflyet efter adskillelse.
Truss -design foreslået til installation på et boosterfly
Et temmelig simpelt design af den første fase foreslås. Alle hovedenhederne i denne teknik skal monteres på et aflangt fagværk, som er grundlaget for strukturen. På toppen af bindingsværket foreslås det at montere brændstof- og oxidationsbeholderne, bag hvilke motoren skal placeres. I dette tilfælde skal den bageste tank i modsætning til den forreste have en mere kompleks form, hvilket er nødvendigt for den korrekte placering af kredsløbstrinnet. På bundens nedre del er der fastgørelser til flyene. På grund af de forventede mekaniske og termiske belastninger bør det første trin modtage termisk beskyttelse mod den nedre skrog.
Til flyvning i atmosfæren umiddelbart efter adskillelse fra transportøren og under landing skal den første fase af "Blizzard" bruge et sæt forskellige fly. Det foreslås at montere en lav vinge i den centrale del af skroget. Der er også udviklet en tofins haleenhed med forholdsvis små stabilisatorer. Det foreslås at montere et landingsstel inde i flyrammen, hvilket er nødvendigt for at returnere det første trin til den nødvendige flyveplads.
På nuværende tidspunkt er det rapporteret, at formen på et af hovedelementerne i det første trin, oxidationstanken, er blevet dannet. Der blev stillet høje krav til dette produkt med hensyn til styrke, volumen, tæthed og andre parametre op til behovet for maksimal produktion af den fyldte væske. Under hensyntagen til disse krav og egenskaberne ved flydende oxygen blev tankens generelle konstruktion bestemt. Tankens cylindriske sideoverflade skal være lavet af kulfiber med et epoxybindemiddel og også modtage en indre belægning i form af en PMF-352 film. Sidstnævnte er nødvendig for at reducere den negative virkning af en lavtemperaturoxiderende middel på sammensatte dele. Rammer og bunde limet ind i den sammensatte del foreslås udført i aluminium-magnesiumlegering. Baffler, rørledninger og andre nødvendige dele skal installeres inde i tanken.
Generelt syn på første etape
Det foreslås at montere en enkeltkammer væskedrevende raketmotor med de nødvendige egenskaber i halesektionen i det første trin. Kraftværket, der anvender petroleum og flydende ilt, skal vise gasudstrømningshastigheden i et niveau på 3,4 km / s, hvilket gør det muligt at opnå de krævede trykparametre. Designhastigheden for den første etape er omkring 4720 m / s.
Med en samlet længde på 17,45 m skulle første etape af Vyuga AKS have en tørvægt på 3,94 tons og en fuld lanceringsvægt på 30,4 tons. Det meste af startvægten er brændstof: 7050 kg brændstof og 19,210 kg oxidationsmiddel.
Til den bageste skrog i første etape foreslås det at fastgøre den såkaldte. et kredsløbstrin designet til at transportere nyttelasten og lancere den i den krævede bane / bane. De karakteristiske træk ved betjeningen af sådant udstyr førte til dannelsen af en usædvanlig type scene. Orbitaltrinnet i "Blizzard" bør have en strømlinet form af flyrammens ydre enheder med den ogival øvre del af næsekappen og sektionen af haleblokken tæt på oval. Bunden med en varmebeskyttende belægning skal have en let buet form.
I den øvre del af orbitaltrinsskroget foreslås det at placere et faldskærmsrum, et rum til kontroludstyr, bag hvilket der skal være en stor volumen for at rumme nyttelasten. Steder til montering af sfæriske og cylindriske tanke til brændstofkomponenter findes under disse rum. Skrogets halesektion er placeret under motoren. I den øverste del af skroget kan der installeres lugeflapper, der er designet til at montere nyttelasten i scenehuset, samt til at fjerne det udenfor, når der udføres forskellige arbejder. Især en sådan luge kan bruges til at installere solpaneler, når rumfartøjet bruges i en orbitalkonfiguration.
Beskrivelse af første etape
I sin nuværende form indebærer Vyuga -projektet konstruktion af et kredsløbstrin 5505 mm langt, 2604 mm bredt og 1,5 m højt. Orbitalstadiets tørmasse er 950 kg. Nyttelast - 450 kg. Sammen med forsyning af brændstof og oxidationsmiddel bør apparatet veje 4,8 ton. På samme tid er andelen af petroleum 914 kg, og oxidationsmidlet er 2486 kg. Produktets hastighed skal være op til 4183 m / s.
Principperne for brug af Vyuga luftfartssystem ser ganske enkle ud og gør det muligt at placere nyttelasten på den krævede bane eller i en lav referencebane med de nødvendige minimumsomkostninger. Som forberedelse til opgaven skal den krævede nyttelast installeres i lastrummet i kredsløbet. Dette apparat placeres derefter på den første etape, og det komplette system er monteret på bøjlerflyets beslag. Efter at have fyldt tankene i begge trin med petroleum og flydende ilt, kan Vyuga AKS begynde at arbejde.
Den første fase af systemoperationen kræver, at luftfartsselskabets besætning fungerer korrekt. IL-76 med elementer af "Blizzard" på flykroppen bør stige til en højde på 10 km og med den ønskede kurs gå til affyringsområdet for missilsystemet. Det foreslås endvidere at afbryde koblingen, hvorefter det første trin skal bevæge sig væk fra holderen og tænde den bærende flydende motor. Luftfartsselskabets fly får igen mulighed for at vende tilbage til sin flyveplads. Yderligere flyvning udføres i etaper uafhængigt og ved hjælp af vores egne kontrolsystemer.
Den første fase har en tilførsel af brændstof, der kræves for at køre motoren i 185 sekunder. I løbet af denne tid accelereres kredsløbet med stigning til en given højde. Ved hjælp af den første etape skulle Vyuga AKS stige til en højde på 96 km og bringe kredsløbsscenen til den krævede bane. Efter at være løbet tør for brændstof, falder kredsløbstrinnet. Orbitalfasen fortsætter med at bevæge sig langs en given bane, mens den første skal gå i planlægning og tage et kursus til landingsstedet. Faldende og sænkende hastighed, den første etape skal til sidst lande med det eksisterende landingsudstyr ved hjælp af "fly" -metoden. Efter landing kan scenen gennemgå den nødvendige vedligeholdelse, som gør det muligt at bruge den igen.
Generelt syn på kredsløbsfasen
Efter adskillelse skal kredsløbstrinnet indeholde sin egen motor og udføre en exit til en given bane. Ved fuld nyttelast er det muligt at køre motoren i 334 sekunder med en stigning i en bane med en højde på 200 km. Efter at have gået i kredsløb med de nødvendige parametre, kan nyttelasten i form af videnskabeligt udstyr eller andet udstyr begynde sit arbejde. Efter at have udført de tildelte opgaver kan orbitalfasen vende tilbage til Jorden.
Til deorbiting foreslås det at bruge en bremseimpuls, som overfører kredsløbstrinnet til landingsbanen. Ved hjælp af termisk beskyttelse og et strømlinet skrog går scenen ind i atmosfærens tætte lag uden risici og kommer ud i landingsområdet. I en given højde foreslås det at åbne faldskærmen, som er ansvarlig for apparatets bløde landing. Landing af "flylignende" er ikke givet af tekniske og operationelle årsager. Efter landing kan teknikere begynde at arbejde med nyttelasten. Derudover er det planlagt at udføre vedligeholdelse af kredsløbet med efterfølgende forberedelse til en ny flyvning.
En lignende algoritme til brug af Vyuga AKS foreslås til videnskabelig brug. Desuden overvejes muligheden for at bruge sådan teknologi i de væbnede styrkers interesse. I dette tilfælde kan luftfartssystemet i stedet for et orbitalstadium modtage kampudstyr med de nødvendige egenskaber. Imidlertid er de nøjagtige parametre for denne version af komplekset endnu ikke blevet bestemt. I øjeblikket overvejes kun muligheden for at oprette en kampversion af "Blizzard", og mulige områder af dens anvendelse bestemmes.
Kampversionen af Vyuga AKS kan være bærer af et angrebssystem eller middel til at opfange fjendtlige rumfartøjer. I sidstnævnte tilfælde kan der opnås en høj effektivitet af kamparbejde, der er givet ved muligheden for en ret simpel indsættelse af kampudstyr i baner med forskellige parametre. Implementering af sådanne ideer kan imidlertid være forbundet med nogle vanskeligheder. Først og fremmest skal vanskelighederne være forbundet med begrænsningerne i nyttelastens masse. Selv en fuldstændig udskiftning af kredsløbsscenen med et specielt kampsystem vil ikke gøre det muligt at skabe et produkt, der vejer mere end flere tons.
Orbital fase, set fra bunden, bunden ikke vist. Hvid er skroget, blå er brændstoftanke, rød er motoren, orange er faldskærmsrummet, gråt er nyttelastrummet
Den foreslåede arkitektur for luftfartssystemet giver mulighed for at opnå nogle fordele i forhold til andre komplekser med et lignende formål. De vigtigste fordele ved Vyuga -projektet, som kan give en betydelig positiv økonomisk effekt, er brugen af det eksisterende luftfartøjsfly (ikke desto mindre med behov for mærkbare ændringer) samt raketfaser, der kan returneres. Muligheden for flere brug af de første og orbitale faser stiller særlige krav til deres design, primært til motorernes egenskaber, men kan føre til en mærkbar reduktion i omkostningerne ved individuelle lanceringer.
Den anden karakteristiske fordel ved projektet er fraværet af et "bånd" til de eksisterende rumhavne. Startpladen til Vyuga AKS kan faktisk være enhver flyveplads, der er i stand til at modtage Il-76 transportfly og have et bestemt sæt udstyr til arbejde med missilsystemer. Takket være dette kan lanceringen af nyttelasten i kredsløb udføres næsten overalt på planeten. Som følge heraf tilvejebringes en relativt enkel lancering af nyttelasten i kredsløb med den nødvendige hældning.
Ifølge tilgængelige data er projektet Vyuga -luftfartssystemet fra Lin Industrial -virksomheden i øjeblikket stadig på foreløbige undersøgelser. Projektets generelle træk er fastlagt, men den tekniske dokumentation er endnu ikke udviklet. Der er oplysninger, ifølge hvilke den foreløbige version af Vyuga -projektet ikke modtog godkendelse fra kunden, der startede udviklingen, og som følge heraf blev efterladt uden finansiering. Ifølge udviklerens skøn kræver den første fase af forskningsarbejdet finansiering på 3,2 millioner rubler. Yderligere arbejde vil kræve nye investeringer. Samtidig er skøn over tid og økonomiske omkostninger, der kræves for at gennemføre projektet, endnu ikke afklaret.
Det skal bemærkes, at Vyuga AKS -projektet ikke er den første indenlandske udvikling i sin klasse. Arbejde i denne retning i vores land startede tilbage i tresserne i forrige århundrede og blev udført af flere organisationer under ledelse af OKB-155. Målet med Spiral -projektet var at skabe et kompleks i stand til at bruge et hypersonisk boosterfly, en boosterblok osv. kredsende fly til at lancere en nyttelast i kredsløb. Det færdige kompleks "Spiral" kunne bruges til forskellige formål, primært i militæret.
Ordningen med at bruge Vyuga luftfartssystem
Fra slutningen af tresserne til midten af halvfjerdserne blev der bygget flere prototyper af lovende teknologi, som blev brugt i forskellige tests. Især foretog BOR -seriens køretøjer flere suborbital- og orbitale flyvninger. Til test i atmosfæren blev der brugt et MiG-105.11-fly. Efter afslutningen af testene blev arbejdet med Spiral -projektet afsluttet. Kunden betragtede det nye Energia-Buran-projekt som mere lovende. Nogle prototyper bygget som en del af Spiral -programmet blev senere museumsudstillinger.
Siden begyndelsen af firserne har NPO Molniya udviklet projektet Multipurpose Aerospace System (MAKS). Det blev foreslået at inkludere et An-225-luftfartøjsfly og et orbitalt fly med en ekstra brændstoftank i dette system. Afhængigt af konfigurationen kan MAKS -komplekset levere 7 eller 18 tons nyttelast i kredsløb. Både automatisk last og bemandede versioner af systemet blev overvejet.
På grund af problemerne i begyndelsen af halvfemserne blev arbejdet med MAKS -projektet afsluttet. Først i 2012 var der rapporter om en mulig genoptagelse af arbejdet og oprettelsen af en moderne version af komplekset. Desuden blev muligheden for at afslutte det eksisterende projekt ved hjælp af andre luftfartøjsfly osv. Nævnt. Så vidt vides, er der ikke gjort særlige fremskridt i løbet af det fornyede MAKS -projekt siden da.
Det private raket- og rumfirma "Lin Industrial" skaber i øjeblikket en ny version af et lovende luftfartskompleks, der er i stand til at løse forskellige problemer af videnskabelig og anden karakter. På nuværende tidspunkt er systemets generelle udseende blevet udarbejdet, og dets hovedtræk, egenskaber osv. Er blevet bestemt. Arbejdet har dog endnu ikke været i stand til at komme videre på grund af manglende finansiering. Tiden vil vise, om udviklervirksomheden finder en investor, og om det vil være i stand til at bringe et interessant projekt til praktisk implementering. Hvis projektet AKS "Vyuga" formår at nå i det mindste test med lanceringen af et kredsløbsscene i rummet, vil det blive en stor succes for hele den hjemlige rumindustri, både offentlige og private. Det er dog stadig langt fra en sådan succes: projektet har stadig brug for en lang fortsættelse af udviklingen.
