Новости / Космос

18:00 / 20.07.16

России не подходит способ возвращения ступеней ракет, разработанный SpaceX

России не подходит способ возвращения ступеней ракет, разработанный SpaceX

Многоразовый ускоритель первой ступени «Байкал» в составе ракеты-носителя / Фото: www.gazeta.ru

Способ возвращения первых ступеней ракет-носителей, который сейчас испытывает американская компания SpaceX, не подходит для России, считает генеральный конструктор средств выведения космических аппаратов на орбиту Центра им. Хруничева, изготавливающего ракеты "Протон-М" и "Ангара", Александр Медведев.

"Такой способ спасения первых ступеней ракеты, как у SpaceX, - не для России. У них есть плавучая платформа, которая может подстроиться под любое наклонение. Про вторые ступени я сейчас не говорю - их сложнее спасать. Ступень должна возвращаться к месту старта, то есть откуда взлетела, туда и вернулась. Надо либо ее подхватывать на вертолете, либо применять в ней самолетную схему", - сказал А. Медведев в интервью ТАСС.

27f09e4322f2e77b92a9f66c2a8e0ad8.jpg

Александр Медведев / Фото: ГКНПЦ им. Хруничева


Специалист подчеркнул, что пока "никто в мире" не нашел надежную схему возвращения ступеней ракет-носителей.

Компания SpaceX разработала технологию, предполагающую возвращение на Землю первой ступени ракеты-носителя с помощью двигателей и парашюта.

k600_600x400.jpg

Игорь Комаров / Фото: Роскосмос


Ранее глава госкорпорации "Роскосмос" Игорь Комаров заявлял, что Федеральная космическая программа до 2025 года предусматривает проекты и исследования, посвященные возвращаемым ступеням ракет-носителей.

Как отмечает издание, российских инженеров не вдохновил опыт Илона Маска, основателя SpaceX, который сажает первые ступени ракеты Falcon 9 на баржу в Атлантическом океане. "Хруничев" проектирует "крылатую" первую ступень, которая сможет возвращаться на космодром, как самолет, и садиться на взлетно-посадочную полосу.

"Убежден, что для российских условий возвращаемая первая ступень с выходящими крыльями - это оптимальный вариант, - отметил А. Медведев. - Схема, по которой сажает первую ступень SpaceX, нам не подходит, поскольку с наших космодромов ракеты летят не над морем и у нас нет возможности подогнать в нужное место баржу. Даже если бы такая возможность была, не факт, что это оптимальный путь: в море почти всегда мешает боковой ветер и качка".

"Энергия - Буран" - советская многоразовая транспортная космическая система. Свой первый и единственный космический полет корабль "Буран" совершил в беспилотном режиме 15 ноября 1988 года. Программа была начата в 1976 году, в 1992 году было принято решение о ее прекращении, сообщает ТАСС.






Техническая справка


Российский многоразовый ускоритель (МРУ) "Байкал" первой ступени РН семейства "Ангара"

"Байкал" спроектирован в ОАО "НПО "Молния"" по заказу ГКНПЦ им. М.В.Хруничева. В беседе с корреспондентом Агентства военных новостей начальник сектора международных программ и проектов ГКНПЦ Олег Алексеевич Соколов сообщил, что работы по аналогичным ускорителям ведутся в США, европейских странах и, по некоторым данным, Китае, но в металле полноразмерный макет создан лишь в России.

0-00-1.jpg

Российский многоразовый ускоритель (МРУ) "Байкал" / Фото: www.objectiv-x.ru

НК подробно рассказывали о проекте МРУ еще два года назад, когда на 43-м салоне Ле Бурже выставлялась небольшая модель "Байкала". С тех пор в проекте произошел ряд изменений; появились также новые данные как о самом ускорителе, так и о семействе всеазимутальных РН "Ангара-В" на его основе.

По мнению разработчиков, концепция двухступенчатого средства выведения с многоразовой "атмосферной" первой ступенью дает возможность обеспечить гибкость в использовании различных верхних ступеней, среди которых могут и должны быть многоразовые космические корабли.

0-00-2.jpg

Фото: www.objectiv-x.ru

Подобная система будет иметь значительно меньшие габариты и массу, чем одноступенчатая многоразовая система, обладающая аналогичными показателями масс выводимой на орбиту и доставляемой на Землю полезных нагрузок (ПН), и, следовательно, более высокие технические показатели. Что касается общей стоимости разработки и эксплуатации, то отработка системы "по частям" может оказаться дешевле, чем доведение до рабочего состояния более крупного и сложного одноступенчатого носителя. С точки зрения проектантов, операция разделения двухступенчатой системы является хорошо отработанной в мировой практике процедурой и не должна потребовать значительных затрат.

Применение многоразовой "атмосферной" ступени для выведения одноразовых ПН может осуществляться не только в рамках концепции двухступенчатого носителя. Нагрузкой для многоразовой первой ступени может быть и сочетание конечной (целевой) ПН с одноразовыми верхними ступенями и разгонными блоками, которые должны быть в составе РН любого класса. Возможно сочетание многоразовых модулей с одноразовыми ступенями, начинающими работу с поверхности Земли (принцип модульности).

Такая концепция многоразовых ступеней-модулей заложена в основу перспективных разработок, проводимых ГКНПЦ совместно с НПО "Молния" в рамках проекта "Байкал". Использование ступеней-модулей, имеющих ракетный двигатель для старта и разгона и воздушно-реактивный двигатель (ВРД), поворотное крыло, аэродинамические органы управления и шасси для возвращения и посадки, предусматривается как в виде первых ступеней легких РН, так и в виде связок или навесных ускорителей в ракетах среднего и тяжелого классов.

0-1б.gif

Три проекции МРУ "Байкал" / Изображение: www.buran.ru

Особенность "Байкала": не только посадка МРУ на землю, но и возвращение его в точку старта с помощью средств обратного полета, включающих ВРД и систему управления, отработанную на орбитальном корабле "Буран". По расчетам разработчиков, применение "Байкала" на РН семейства "Ангара" позволит в 2-3 раза сократить расходы на вывод ПН на орбиту.

Изделие, демонстрировавшееся в Париже, оснащалось макетами ракетного двигателя РД-191М и турбореактивного двухконтурного двигателя с форсажной камерой (ТРДДФ) РД-33, применяемого на истребителе МиГ-29.

РД-191М тягой у земли 196 т, удельным импульсом у земли 309 сек и в вакууме 337.5 сек, разработан в НПО "Энергомаш" им. В.П.Глушко. ЖРД массой 2.2 т работает на керосине и жидком кислороде и крепится в хвостовой части МРУ в карданном подвесе с углом качания плюс/минус 8º для управления по тангажу и рысканью. ТРДДФ РД-33 разработан санкт-петербургским НПО им. В.Я.Климова, имеет тягу 8.3 тс и массу 1050 кг. Его габариты: длина 4.3 м, ширина 2.0 м, высота 1.1 м. При работе на крейсерском режиме (высота 11 км и скорость полета 0.8 М) удельный расход топлива (керосина) составляет 0.961 кг/тс•час. РД-33 оборудован системами защиты и раннего обнаружения неисправностей.

Кроме того, в проекте рассматривается возможность установки на МРУ двигателя РД-35, разрабатываемого для Як-130.

Шасси ускорителя взяты с самолетов Як-42 и Су-17. Как рассказал Олег Соколов, МРУ "Байкал" рассчитан на 25 пусков, но в перспективе их число планируется довести до двухсот.

Макет, показанный в Ле Бурже, в дальнейшем будет использован для статических прочностных и других наземных испытаний. По словам одних представителей ГКНПЦ, в настоящее время в производстве находятся несколько "Байкалов", которые предназначены для летных испытаний. Однако по неофициальным заявлениям других, до изготовления летных изделий еще далеко, а представленный на выставке макет делался на "скорую руку" и далек по внешнему виду и конструкции от реального "Байкала", который будет запускаться с космодрома Плесецк.

Летные испытания МРУ будут проводиться в несколько этапов.

На первом - "Байкал" устанавливается на фюзеляже специализированного самолета-носителя ВМ-Т "Атлант". После взлета и набора высоты МРУ отделяется от носителя и в автономном режиме совершает посадку.

На втором этапе "Байкал" без второй ступени запускается со стартового комплекса РН "Ангара".

Третий этап ЛКИ предусматривает пуски "Ангары А1-В" в штатной конфигурации: МРУ плюс вторая ступень "Бриз-КМ".

0-2б.gif

Ракета-носитель "Ангара А1-В" с использованием МРУ "Байкал" / Изображение: www.buran.ru

Характеристики многоразового ускорителя "Байкал"

Характеристики Значение
Стартовая масса, т 130,4
Сухая масса, т 17,8
Длина, м 27,1
Высота, м 8,5
Размах поворотного крыла, м
17,1
Радиус возвращаемого полета, км 410
Крейсерская скорость полета, км/ч 490
Посадочная скорость, км/ч 280
пробег при посадке, м1200

Характернистики РН "Ангара А1-В" с использованием МРУ "Байкал"

Характеристики Значение40
Стартовая масса, т 168,9
Масса ПН, выводимой на низкую круговую орбиту (Н=200 км, i=90º), т 1,90
Масса ракетного топлива, т: первая ступень - 109,7;
вторая ступень - 32,2
Масса топлива для возврата, т 2,9
Космодром Плесецк

По самым оптимистичным заявлениям представителей Центра Хруничева, первый пуск "Ангары А1-В" с ускорителем "Байкал" планируется осуществить через 2-3 года. Тот же срок назывался и два года назад, на предыдущем салоне в Ле Бурже. Следовательно, темп работ пока невысок, или разработчики столкнулись с серьезными техническими и технологическими трудностями.

Олег Соколов особо подчеркнул, что унифицированный ускоритель "Байкал" может использоваться на РН различного класса, в т.ч. американских шаттлах, французской Ariane 5 и других носителях. На РН "Ангара" легкого класса "Байкал" будет первой ступенью. Однако рынок легких носителей в настоящее время не настолько широк, чтобы окупить создание столь дорогой многоразовой ступени.

В первой половине 90-х годов в мире говорилось о блестящих перспективах ракет легкого класса в связи с прогнозировавшимся резким ростом числа малых КА, рассчитанных на работу на низких орбитах, и развертыванием целой серии низко- и среднеорбитальных систем глобальной спутниковой связи.

Однако число проектов малых КА, финансируемых и находящихся в стадии реализации, за последние годы сократилось. Системы связи на базе "нестационарных" группировок небольших КА до сих пор не подтвердили свою экономическую окупаемость, а потому не получили широкого распространения. В связи с этим множества пусков РН легкого класса в действительности не потребовалось; закладываемый в "Байкал" ресурс из 200 полетов в варианте легкой ракеты может просто не выработаться к моменту морального "старения" носителя и окончания ресурса долговечности систем и агрегатов. Окупиться создание МРУ может, пожалуй, только при его использовании в более востребованных на рынке носителях среднего и, прежде всего, тяжелого классов.

baikal8.jpg

Компоновочные схемы ракет / Изображение: www.buran.ru

Всеазимутальные РН "Ангара-В" среднего и тяжелого классов получаются путем замены боковых универсальных ракетных модулей (УРМ) ускорителями "Байкал". Так, на "Ангаре-А3" среднего класса планируется устанавливать два МРУ (вариант "Ангара А3-В"), а из РН тяжелого класса "Ангара-А5" заменой четырех боковых УРМ на четыре МРУ получается "Ангара А5-В". Прорабатывается и вариант использования ускорителей на тяжелой "Ангаре-А4" с кислородно-водородной второй ступенью ("Ангара А4-В"). Однако использование 2-4 МРУ на одной РН может создать целый ряд проблем. Компоновка вариантов "Ангара А5-В" и "Ангара А4-В" уже потребовала сделать складными горизонтальные хвостовые стабилизаторы у двух из четырех ускорителей. Кроме того, могут возникнуть серьезные сложности при одновременном возвращении на аэродром сразу четырех МРУ, отделившихся от РН.

Центр Хруничева и НПО "Молния" также исследуют вариант запуска РН "Ангара" с МРУ "Байкал" с самолета-носителя Ан-124 "Руслан", что, как упоминалось выше, тоже является развитием концепции многоразовых "атмосферных" ступеней.

Кроме того, в рамках перспективных исследований ГКНПЦ изучаются полностью многоразовые системы, состоящие из "Байкала" и многоразовой второй ступени. Однако их реализация является делом более отдаленного будущего и не стоит сейчас на первом плане работы Центра.

По мнению сотрудников ГКНПЦ, последовательное развитие "атмосферных" ступеней неизбежно должно привести к созданию гиперзвуковых самолетов-носителей "космических" ступеней. Таким самолетам до выхода на уровень одноступенчатого аэрокосмического многоразового средства выведения останется только пройти этап оснащения высокоэффективной комбинированной двигательной установкой. Для их создания, очевидно, потребуются более совершенные технологии, чем имеющиеся сейчас в распоряжении не только Центра Хруничева, но и вообще в мире.

a6038d682870ca397a5a268bda3d5e93.jpg

Разделение стуреней РН "Ангара3-В" / Изображение: www.buran.ru


Характеристики семейства РН "Ангара-В" с использованием МРУ "Байкал"

РН     А1-В     А3-В     А5-ВА4-В    
Стартовая масса, т168.9
446
709
700
Число МРУ на первой ступени1
2
4
4
Компоненты топлива:



первая ступень  О2+РГ-1 О2+РГ-1  О2+РГ-1  О2+РГ-1
вторая ступень  АТ+НДМГ
О2+РГ-1О2+РГ-1О2+H2
Масса полезной нагрузки при запуске с космодрома Плесецк:



на низкую орбиту, т
1.9
9.3
18.4
22.0
на геопереходную орбиту, т
-
1.0 4
4.4
5.66
на геостационарную орбиту, т
2.5 3.2


По материалам проспектов ГКНПЦ им. М.В.Хруничева, НПО "Молния", сообщениям агентства Интерфакс и Агентства военных новостей.






МОСКВА, ОРУЖИЕ РОССИИ, Станислав Закарян
www.arms-expo.ru
1

Теги: Способ возвращения, первая ступень раеты, предложена SpaceX, Россия, непрогодность

В рамках исполнения ст. 4 закона РФ «О средствах массовой информации» редакция ИА «Оружие России» информирует о том, что организации, информация о которых может быть указана в опубликованной статье, являются организациями, деятельность которых в Российской Федерации запрещена, согласно перечню общественных и религиозных объединений, иных организаций, в отношении которых судом принято вступившее в законную силу решение о ликвидации или запрете деятельности по основаниям, предусмотренным Федеральным законом от 25 июля 2002 года N 114-ФЗ "О противодействии экстремистской деятельности" (официальные источники: сайт "Российской газеты" (соответствующие разделы сайта https://rg.ru/ или https://rg.ru/2018/12/05/spisok-dok.html) и сайт Минюста России (соответствующие разделы сайта https://minjust.ru/ или https://minjust.ru/nko/perechen_zapret).