Яндекс.Метрика

11 октября. Аэрокосмические системы

antonov-an-225-mriya-6267

1908 — родился Алексей Михайлович Исаев — выдающийся ученый и конструктор ракетных  двигателей.

1958 — в США произведен первый успешный запуск космического аппарата для исследования планет Солнечной системы. АМС «Пионер-1».

1967 — дана команда на торможение и падение на Луну американской АМС «Лунар-Орбитер- 2», запущенной 6 ноября 1966г.

1968 — в США произведен запуск первого пилотируемого корабля «Аполлон-7» в порядкеподготовки  к полету на Луну со штатным орбитальным блоком. Полет проходил по орбите искусственного  спутника Земли.

1969 — в СССР произведен запуск космического корабля «Союз-6». Групповой полет на орбите,  отработка сближения и маневрирования с космическим кораблем «Союз-7».

1971 — в СССР прекратила свое существование станция «Салют-1».

1977 — в СССР произвел посадку после неудачной стыковки со станцией «Салют-6» космический  корабль «Союз-25».

1980 — в СССР завершен самый длительный космический полет-185 суток. Космонавты 8-й экспедиции на станцию «Салют-6» В. Рюмин и  Л.Попов.

1993 — в США произвел посадку челнок «Эндевоур».

1994 — в России с космодрома Плесецк РН «Циклон-3» запущен ИСЗ «Океан-01».

1995 -  в России РН «Протон-К» запущен спутник-ретранслятор «Луч-1».

1995 — впервые в истории взаимоотношений в области космонавтики российский двигатель РД-120 был в демонстрационном порядке установлен на стенде фирмы «Пратт энд Уитни» и прошел  успешные испытания.

2000 — в США произведен юбилейный 100-й запуск многоразовой системы «Space Shuttle». Программа полета предусматривает стыковку с МКС и продолжение монтажа  элементов ее конструкции.

 

 

Проект  воздушно-космической системы «Спираль»

         10 октября 1920г. Ф.А. Цандер подал в специальную комиссию по изобретениям проект межпланетного корабля. Прошло ровно 56 лет, и 11 октября 1976г. летчик-испытатель Авиарт Фастовец поднял в воздух первый аналог космического планирующего корабля (изделие 105.11 — «Лапоть»).

             Первый в мире полноразмерный самолет с ракетным двигателем — ракетоплан был построен в Германии и оснащен двумя ракетными двигателями замедленного сгорания. 11 июня 1928г.   пилотируемый Ф. Штамером ракетный планер «Энте» пролетел более 1.2 км.

             В начале 60-х годов конструкторы космической техники поняли: необходимо создавать многоразовые системы выведения полезного груза в космос. Они должны быть намного дешевле, надежнее и проще в эксплуатации, чем одноразовые носители. Созданный в 1965г. в ОКБ А.И. Микояна проект двухступенчатой воздушно-космической системы получил название «Спираль». Главным конструктором этого проекта был Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский. Система «Спираль» представляла собой мощный сверхзвуковой самолет-разгонщик, летящий в пять раз быстрее скорости звука, и стартующий с его «спины» на высоте 20-30 км при помощи ракетного усилителя орбитальный корабль-ракетоплан. После завершения работ на орбите ракетоплан возвращался на Землю, планируя в атмосфере, и садился на аэродром. В основу проекта ракетоплана был положен проект планирующего космического корабля Цыбина, разработанный в 1956—1959гг. по инициативе С.П. Королева. Его запуски на околоземную орбиту планировалось проводить с использованием РН «Восход» (модификация ракеты Р-7). Внешняя форма ракетоплана понравилась С.П. Королеву и он назвал его «Лапотком».

Deepcold_5050_launch_240

Проект «Спираль». Изображение вывода на орбиту (Сайт «Википедия»)

         По расчетам «Спираль» сулила стать гораздо выгоднее предшествовавших в то время ракетных комплексов. Масса полезной нагрузки системы составляла 12.5 % от ее стартовой массы против 2.5% у «Союза». У 320-тонного «Союза» на Землю возвращался 2.8-тонный спускаемый аппарат (0.9%), а у «Спирали» повторно использовались 85% конструкции, к тому же ей не требовался космодром. Достроенный в 1977г. аналог «105.11» (Лапоть») был выполнен по схеме «бесхвостка» с несущим корпусом, низко расположенным треугольным крылом, однокилевым оперением, одним двигателем в хвостовой части фюзеляжа и 4-х опорным шасси. Габариты экспериментального самолета были следующие: длина самолета — 8.5 м, размах крыла — 6.4 (7.4) м, высота — 3.5 м, полный вес — 4 220 кг.

300px-Spiral_spaceplane

Модель самолёта-разгонщика проекта «Спираль» (Сайт «Википедия»)

        Вот как рассказывает об испытаниях системы «Спираль» второй космонавт Г.С. Титов («Наука и жизнь», № 6, 2000г.): «Образовалась группа из 3-х человек: я, Анатолий Филипченко, Анатолий Куклин. Сначала в Липецке мы прошли теоретическую подготовку, затем в 1967г., поехали во Владимировку, где начали потихоньку осваивать испытательную работу. Там и проводились испытания. Орбитальный самолет подвешивался под «брюхо»  носителя, тот поднимал его в воздух. Затем «Спираль» отцеплялась и без двигателя шла на посадку….  Надо было точно знать поведение самолета на посадочных скоростях… Все идеи, заложенные в «Спирали», потом были реализованы в «Буране», но тогда об этом проекте речи еще не было….  Поначалу проект «Спираль» шел хорошо. В Звездном городке был создан 4-й отдел, куда я набрал молодых летчиков: Кизима, Романенко, Джанибекова, Малышева и других….  Все слетали, стали Героями. Вот только у Толи Куклина не получилось: здоровье подвело… Но, после гибели Юрия Гагарина ситуация резко изменилась: летать стало тяжело… Во-первых, это была экспериментальная работа КБ Микояна, а во-вторых, в ней столкнулись интересы людей, связанных с авиацией и космонавтикой».  В период 1977-78гг. было совершено 6 полетов с отделением ракетоплана от самолета-носителя ТУ-95. Хотя система показала хорошие аэродинамические характеристики,  работы над крылатыми воздушно-космическими системами были свернуты. Развитие космической техники пошло по пути создания все более мощных носителей с вертикальным стартом. Интерес к крылатым орбитальным кораблям возродился после того, как стало известно, что США проектируют транспортный космический кораблю Шаттл. Тогда и в нашей стране начали конструировать свою воздушно-космическую систему «Энергия-Буран». Вот как об этом пишет в «Науке и жизнь» № 9 за 1994г. специальный корреспондент журнала С. Транковский: «Оба проекта преследовали одну цель: существенно снизить стоимость выведения в космос полезного груза. Однако анализ эксплуатационных расходов Шаттла и обстоятельные экономические расчеты по проекту «Буран» показали, что эти системы выигрыша в стоимости запуска не дают. Связано это, в первую очередь, с тем, что обе они продолжали оставаться одноразовыми. За исключением орбитального самолета, все остальные элементы конструкции разрушались после использования. В результате стоимость выведения на орбиту 1 кг полезного груза составляет от $12 до 15 тыс.  Совершенно очевидно, что говорить об освоении космоса в широких масштабах при таких затратах нельзя».

       Из сообщения 3 апреля 2007г. на сайте «Новости космонавтики»:  «Авиационно-космическая система МАКС может позволить России первой в мире развернуть производство полупроводников в космосе. Об этом заявил главный конструктор НПО «Молния» Владимир Скороделов, выступая на заседании круглого стола, посвященного вопросам формирования консорциума «Авиационно-космические производственные системы».   Скороделов напомнил, что проект многоцелевой авиационно-космической системы (МАКС) разрабатывался в НПО «Молния» с 60-х годов ХХ века. Он пояснил, что МАКС представляет собой совокупность самолета-носителя Ан-225 и орбитального самолета, пишет «Аэронавтика и космос». Можно напомнить, что проект «МАКС» разрабатывался на основе экспериментальный работ по проектам «Спираль» и «Бор» еще до запуска «Бурана». Главным конструктором проекта «МАКС» и идеологом являлся Г. Лозино-Лозинский. Работы были прекращены. Вызывает удивление возвращение к этому проекту. Во-первых, бесчисленные попытки совместить аэродинамические проекты и космические показали их бесперспективность. Хорошо известно, что на начальном этапе создания средств наведения и околоземных спутниковых систем большое влияние имели артиллеристы и авиаторы. Артиллеристы занимались в основном вопросами баллистики, а баллистические расчеты были основными при расчете траекторий ракет. Авиационные инженеры вообще считали, что космос это их прерогатива. Во-вторых, развитие космонавтики показало, что космическая техника ближнего космоса (средства выведения и спутниковые системы) по своим принципам значительно отличается от космической техники дальнего космоса, т.к. в дальнем космосе существуют другие закономерности, которые должны учитываться при создании аппаратов. Необходимо также имеет в виду, что проект «МАКС» разрабатывался 40-50 лет тому назад, а к настоящему времени значительно увеличился объем знаний, появилась новая технология, и пришло новое поколение конструкторов. Поэтому  возвращение к старому проекту вызывает, мягко говоря, удивление.

 

 

Военные низко-орбитальные  аэро-космические системы

Голубая мечта всех авиаторов с момента первого полета братьев Райт – создание самолета, который взлетал бы с Земли, летал бы вокруг нашей планеты, а потом устремлялся в космос. Проекты таких систем впоследствии стали называться аэрокосмическими. При разработке и создании аэрокосмических систем мы сталкиваемся с рядом парадоксальных ситуаций:

  1. Эскизное проектирование показывает, что их схемы очень привлекательны (с точки зрения авиаторов, а не ракетчиков), а результаты превосходят все перспективные ожидания. Но, как показывает реальность, создание аэрокосмических систем превращается в «перманентный процесс доработки». Это обусловлено тем, что на каждом этапе отработки возникают проблемы, связанные не только с необходимостью новых технологий, а также с незнанием наукой ряда физических процессов при переходе летательных аппаратов из одной среды в другую.
  2. При создании аэрокосмических систем декларируется, как основная цель, снижение стоимости вывода на орбиту Земли и в космос одного килограмма полезного груза с $15 до 20 тыс. до $ 3-5 тыс. Однако, как показала практика последних десятилетий, это пока что остается иллюзией.
  3. Таким образом, остается последнее. Аэрокосмические системы нужны военным как очередная «игрушка».

shattl

Шаттл на старте

      Не останавливаясь на проектах ракета — и космопланов первой половины ХХ века, когда они были уделом энтузиастов, рассмотрим кратко ряд отечественных проектов аэро-космических систем с момента возникновения необходимости создания межконтинентального носителя ядерного и термоядерного оружия.

В 1958г. Министерство Обороны СССР при разработке 25-летнего плана развития Военно-воздушных сил, заложило в него создание пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов – «космопланов» — самолетов способных летать с большими скоростями в околоземном космосе. Почти все авиационные конструктора взялись за разработку таких проектов.

В. Мясищев в 1957—1958гг. предлагает проект пилотируемого «космоплана», выводимого на орбиту модифицированной королевской ракетой Р-7.

П.Цыбин в 1957г. предлагает проект планирующего космического корабля.

После того, как ОКБ этих конструкторов в1960г. были переданы В.Челомею,  последний в 1962г. предлагает целый ряд проектов космопланов, как для низкоорбитального полета вокруг Земли А-300, так и для межпланетных полетов АК-1-7 и АК-1-300, однако после снятия Хрущева эти работы были прекращены в октябре 1964г. Все материалы по ракетопланам были переданы в ОКБ Микояна. Необходимо отметить, что увлечение космопланами не прошло мимо нашего авиаконструктора А.Туполева. Он начал работать над этими проектами в 1959г., поручив  работы над ударным беспилотным комплексом «ДП» (дальний планирующий) своему сыну. Необходимо отметить, что Туполевы не были пионерами в таком подходе к решению проблемы. Еще в середине 40-х годов в Германии был предложен проект планирующего бомбардировщика конструкции Э. Зенгера.

    Интересно, что в  июле 2001г. в средствах массовой информации появились сообщения, что  в США ведутся работы по созданию летательного аппарата, способного наносить бомбовые удары из космоса.  Предполагается, что скорость самолета должна в 15 раз превышать скорость нынешних бомбардировщиков, при этом новый самолет должен осуществлять сброс бомб с высоты около 100 километров. Учитывая высоту, с которой будет осуществляться бомбометание, проектировщики предполагают, что бомбы, в принципе, могут и не оснащаться боевой частью. Естественно, что бомбардировщик при этом будет недоступным для систем ПВО. Самолет будет взлетать так же, как баллистические ракеты дальнего  действия, поражать любую точку на планете, а затем возвращаться на свою базу на территории США менее, чем через 90 минут после взлета. Концептуально американский проект и проект Э.Зенгера одинаковы.

5 февраля 1960г. было принято постановление Правительства СССР № 138-48, согласно которому, в КБ Мясищева, Лавочкина, Туполева и ряда других, работы по тематике крылатых аппаратов были прекращены. В том числе, и по комплексу «ДП». Задел по проекту «ДП» Туполева стал предтечей воздушно-орбитального самолета «Спираль», проект которого был предложен 29 июня 1966г., а работы прекращены в начале 70-х годов. 

Во время осуществления лунной программы военные закрепили свое положение в области спутниковых систем, создали новый род войск – космические, а после лунной гонки взяли реванш, убедив политиков и общественность в необходимости создания  аэрокосмических систем.

Через 2 месяца после высадки на Луну, в сентябре 1969г. американцы начали заниматься планами программ дальнейшего использования космического пространства в военных целях. 5 января 1972г. была утверждена совместная программа НАСА и МО США создания ракетно-космической системы «Спейс Шаттл». Целью программы был качественный скачок в использовании околоземного пространства в военных целях. Эта система должна была обеспечить развертывание на орбите и регулярное техническое обслуживание военных космических систем нового поколения, инспекция, захват и уничтожение вражеских космических аппаратов и систем. Легендой прикрытия основных целей являлся тезис, что это транспортная космическая система предназначается для снижения затрат доставки полезного груза на околоземные орбиты с $17-25 тыс. за 1 кг в те годы до 4-5 после ввода системы в эксплуатацию. Как показало время, снижения затрат не произошло, т.к. фактически такая цель и не ставилась. 

Катастрофы шаттлов «Челленджера» (20.01.1986г) и «Колумбии» (1.02.2003г.) не стали неожиданностью для специалистов. Еще в 1960г. в ОКБ-1 С.П. Королева были проведены исследования по проблеме возвращения экипажа с орбиты по крылатой схеме посадочного аппарата. Было установлено, что такая схема значительно увеличивает массу корабля, и вносят значительные трудности в  разработку тепловой защиты. Был сделан вывод, что крылатые схемы являются нерациональными и, в качестве генерального направления, была выбрана концепция развития аппаратов баллистического или скользящего спуска с вертикальной посадкой. К 1970г. полностью подтвердились эти предварительные выводы. Основным недостатком крылатых кораблей является большая масса крыла и фюзеляжа, покрытых мощным слоем теплозащиты, а также необходимость постройки очень длинных и высококачественных полос для горизонтальной посадки челноков. Напомним, что почти ни один старт шаттла не проходил в назначенное время. Постоянные перепроверки, доработки, ожидание благоприятной погоды и т.п. Все это свидетельствует о том, что система функционирует в очень жестких эксплуатационных требованиях, малейшее отклонение от которых, резко снижает ее надежность. До катастроф американцы декларировали, что, доведя количество стартов шаттлов до 20-24 в год (в 1985г. за год до катастрофы «Челленджера» они осуществили 9 стартов), они могут в будущем практически отказаться от одноразовых ракет-носителей. Однако после катастроф американцы вынуждены были принять решение о разработке новых ракет-носителей. Таким образом, ни экономически выгодной транспортной системы, ни эффективной военной системы, ни, тем более, системы оперативного спасения космонавтов из аэрокосмической системы «Спейс-Шаттл» не получилось.  Последнее время из НАСА стали поступать сообщения о проблемах различного рода, возникающих в связи с эксплуатацией шаттлов. Похоже, что американцы не знают, что делать с этой системой дальше. С точки зрения экономических затрат, вероятно, Америка полностью их окупила и их окупает за счет внедрения в гражданскую промышленность ноу-хау, полученных при разработке и эксплуатации этой системы. Достаточно вспомнить ноутбуки — персональные компьютеры, специально созданные для экипажа «Шаттл». Сроки окончания эксплуатации шаттлов еще точно не установлены, но ориентировочно это 2010—2014гг.

В марте 2007г.,  спустя 35 лет, руководитель НАСА  М. Гриффин на вопрос – что было бы лучше: продолжение полетов кораблей «Аполлон» с ракетой Сатурн на космическую станцию (3 раза в год), на Луну (2 раза в год) или принятая в 1972г. программа «Шаттл»», ответил: «Полагаю, это было бы лучшей стратегической альтернативой, чем тот выбор, который был сделан в реальности почти 40 лет назад». (Н/К № 5,2007г.)

Странно, что в космонавтике мы нередко сталкиваемся с ситуациями, когда серьезные решения по ракетно-космическим программам в момент их принятия кажутся тактически обоснованными (правильными), но оказываются стратегически неперспективными. Может быть, на принятие таких решений сильно влияют политики и военные?

В духе сложившихся традиций  военно-политическое руководство СССР не  могло уступить США и не ввязаться в соревнование.

17 февраля 1976г. было принято Постановление ЦК КПСС и СМ СССР «О создании МКС (многоразовой космической системы) в составе разгонной ступени, орбитального самолета, межорбитального буксира-корабля, комплекса правления системой, стартово-посадочного и ремонтно-восстановительных комплексов и других наземных средств, обеспечивающих  выведение на северо — восточные орбиты высотой 200 км полезных  грузов  массой до  30 т и возвращение с орбиты грузов с  массой до 20 т».

Buran

Ракетно-космическая система «Энергия — Буран» на стартовой позиции.
Посадка — «Бурана» на космодроме Байконур

       Первый и единственный полет «Бурана» состоялся 15 ноября 1988г., однако приговор системе «Энергия-Буран» был вынесен за год до этого.

Во время посещения 11-13 мая 1987г. космодрома Байконур президент СССР М.Горбачев ознакомился с системой «Энергия-Буран» и сказал, что видимо, кораблю, вряд ли найдется применение.

Тема областей применения комплекса «Энергия-Буран» обсуждалась и позднее – в июле 1987г. на Совете обороны под председательством Горбачева. Оказалось, что целевых грузов для него пока нет, а в свете сокращения военного бюджета страны и не предвидится». (А.Первушин «Битва за звезды. Космическое противостояние». М.,.АСТ, 2003).

1 апреля 1994г. Межведомственная комиссия официально сообщила, что полетов по программе «Буран» не планируется вплоть до 2000г.  Отряд «космонавтов-буранщиков» перестал существовать.

12 мая 2002г. средства массовой информации сообщили, что летавший  космический самолет «Буран» планируют выставить на аукцион со стартовой ценой около $6 млн. В этот же день ракета «Энергия» и, планировавшийся на продажу  «Буран», гибнут под развалинами того монтажно-испытательного корпуса (МИК), в котором сначала собиралась королевская сверхтяжелая ракета Н-1, а затем глушковская сверхтяжелая ракета «Энергия». Символически создается впечатление, что погибли они  в знак протеста против предстоящего позора торгов. МИК был построен в 1964—1967гг. В нем начиналась и через 40 лет закончилась  печальная история советских сверхтяжелых ракет. Воистину, эти ракеты можно назвать Вавилонскими башнями коммунизма 12 мая 2002г. под обломками монтажного корпуса были погребены результаты 30-летней (15 лет «Н-1» и 15 лет «Энергия-Буран») работы научно-технической ракетно-космической элиты СССР.    

15 августа 2005г. на авиасалоне МАКС-2005 в Жуковском глава Роскосмоса А.Перминов  доложил президенту Путину, что пилотируемый космический корабль «Клипер» совершит первый полет в начале будущего десятилетия.  В сообщениях даже указывался 2011 г.

Kliper

«Клипер»

              Прошло 2 года, и на  салоне  «МАКС 2007» в августе 2007г. тот же А. Перминов скажет,  что в мире существует «кладбище проектов крылатых кораблей». «От 8 до 12 типов таких кораблей создавались. К сожалению, ни одна из этих схем, за исключением американского «Шаттла», не прижилась», — сказал А.Перминов. Он заявил, что в США также решили создавать новый корабль не по крылатой схеме, как у «Шаттла», а по капсульной, как у российских «Союзов».

Это закономерный итог стратегического мышления генералов. 

17 октября 2007г. на сайте «Новости космонавтики» появились два сообщения о том, что  Проект нового российского космического корабля выберут до конца года, и  что Роскосмос проведет конкурс на разработку ракеты-носителя для запуска пилотируемых кораблей .

Глава Роскосмоса Анатолий Перминов, который совершает рабочую поездку в Самару, сообщил  журналистам о том, что в России будут разработаны ракеты-носители нового поколения для запуска пилотируемых кораблей, передает «Интерфакс-АВН».   «Сейчас объявлен конкурс, и все проекты ракет-носителей мы будем рассматривать на конкурсной основе. В настоящее время прорабатывается шесть вариантов ракет-носителей, среди них и самарская ракета-носитель типа «Союз», — сказал А.Перминов, добавив, что конкуренты у самарского предприятия серьезные.  По его словам, в Самару на «ЦСКБ-Прогресс» приехала группа представителей разных предприятий и институтов ракетно-космической отрасли страны, которые, в частности, рассмотрят предложения по вопросам, касающимся ракет-носителей типа «Союз».  «Проект очень серьезный, конкурс начнется, как только будут внесены все необходимые документы от наших производителей», — пояснил А.Перминов.
  Между тем, в сообщении на сайте Роскосмоса во вторник говорится, что, отвечая на вопрос о состоянии ОАО «Металлист-Самара», ОАО «Моторостроитель», где А.Перминов побывал накануне, и, в частности, о положении дел на СНТК им. Н.Д.Кузнецова, руководитель Федерального космического агентства сказал: «Положение — сложное. СНТК им. Н.Д.Кузнецова не входит в ракетно-космическую отрасль. Тем не менее, я осмотрел это предприятие. В первую очередь, меня интересовали двигатели НК-33, их качество и надежность, а также условия отработки и «сроки эксплуатации».    Отвечая на вопрос, будет ли использован двигатель НК-33 в проекте новой ракеты-носителя, А.Перминов сказал, что Роскосмос «готовится объявить конкурс на создание новой российской ракеты-носителя для обеспечения пилотируемой программы, в котором будут участвовать ведущие предприятия отрасли». «Облик новой ракеты и участие в конкурсе либо неучастие конкретных предприятий определит специальная комиссия», — добавил он.

         В свою очередь, генеральный директор Государственного научно- производственного ракетно-космического центра «ЦСКБ-Прогресс» (Самара) Александр Кирилин сообщил, что его предприятие намерено участвовать в конкурсе на разработку ракеты-носителя для пилотируемых запусков. «ЦСКБ-Прогресс» — прекрасно работающее предприятие, мы будем участвовать в конкурсе и надеемся на победу», — сказал он.

      В ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» во вторник работала группа сотрудников Роскосмоса, которую возглавил А.Перминов. В нее вошли представители РКК «Энергия» им. С.П.Королева, ФГУП «ЦЭНКИ», ЦНИИМаша и Центра им. М.В.Келдыша. Обсуждались вопросы, связанные с деятельностью «ЦСКБ-Прогресс» и перспективами развития ракетно-космического комплекса Самарской области.  — А.Ж.

Подпишитесь на нашу рассылку

Добавить комментарий