Оптимизированная концепция запуска рн с борта самолета

      Комментарии к записи Оптимизированная концепция запуска рн с борта самолета отключены

Оптимизированная концепция запуска рн с борта самолета

Создатель: Игорь Макаров.

Часть 1.

Часть 2. Часть 3. Часть 4. Часть 5.

Статья посвящена идее создания мобильного летающего космодрома, разглядывая возможность создания его на базе самолета Ан -225 и ракеты Циклон -4 украинского производства. В статье рассмотрены стратегия ракетного запуска -носителя с борта самолета и приведены графики и необходимые расчёты.

Актуальность статьи содержится в предложенном виде ракетного запуска -носителя с борта самолета , что предусматривает комбинацию двух разных подходов к запуску ракеты -носителя с борта самолета. Первую часть собственной траектории ракета летит как летательный аппарат . Вторую часть траектории ракета преодолевает посредством тормозного парашюта и благодаря ему выводится в нужное для запуска положение.

В изучении была использована методика построения математической модели в среде программирования « Делфи-7» на языке Паскаль. Автором выстроена первая математическая модель полета ракеты -носителя с крылом по окончании отделения ее от самолета. Вторая математическая модель была создана для описания полета ракеты -носителя по окончании отстрела несущих торможения и поверхностей с разворотом в нужное положение для запуска .

Главные слова : воздушный старт, ракета -носитель , математическая модель , несущие поверхности , тормозной парашют, оваловидне крыло , самолет.

История всемирный авиации тесно связана с отечественной страной. Еще в 1910 году прошлого века инженер Александр Кудашев в Киеве выстроил первый самолет , талантливый реально делать управляемый полет (в то время, когда пилот руководит самолетом посредством штурвала ) .

Кроме этого в Киеве начинал собственную авиационную карьеру всемирно известный Игорь Иванович Сикорский. не меньше узнаваемый Олег Константинович Антонов , создавший самые громадные в мире транспортные самолеты Ан -124 и Ан -225 , каковые известны далеко за пределами СССР , кроме этого много лет трудился на Украине и создал самый развит и современный авиационно -научный технический комплекс , что носит его имя — Национальное предприятие им.О.К.Антонова .

Наша страна имеется и космической державой , так как у нас функционирует такие гиганты космической индустрии как КБ « Южное» и « Южмаш » , каковые занимаются не только производством ракет -носителей и спутников , но и создают их на серийном заводе. Как раз благодаря таким фирмам Украины участвует во многих интернациональных проектах , таких как проект нового типа двигателей «Вега » (под руководством Космического агентства ЕС ), « Sea launch » ( запуск ракеты-носителя с морской платформы в Тихом океане) , где украинская ракета Zenit — 3SL употребляется как главный носитель спутников , переработка межконтинентальных баллистических ракет « Днепр » для запуска малых спутников ; проект «Циклон -4» вместе с космическим агентством Бразилии для запусков со стартовой площадки « Алькантара » и многие другие проекты .

В данной статье предлагается новый проект называющиеся «Воздушный старт». Проект предусматривает пуск ракеты- носителя «Циклон -4» с борта самолета Ан — 225 «Мрия».

Экономическая составляющая проекта

Сама мысль пуска ракеты -носителя с борта самолета не нова , так как еще во времена ХХ века в таких странах как СССР и США ученые разрабатывали проекты на базе разных самолетов , но через бессчётные факторы риска ни один из проектов не взял реализации . Но мысль строительства мобильного космодрома была реализована в интернациональном проекте « Морской старт» . Это переоборудована морская нефтедобывающая платформа , которая находится в нейтральных акваториях Тихого океана и имеет возможность передвигаться для того , что бы на протяжении пуска ракеты -носителя быть как возможно ближе к экватору , так как любой градус отклонения от экватора ведет к повышению скорости на 100 м / с , что очень плохо отражается на энергетических возможностях ракеты-носителя . 

Командное судно (за платформой)  и стартовая платформа интернационального космодрома «Морской старт».

Благодаря такому транспортировке ракеты -носителя , экономия при запуске ракеты -носителя с борта самолета образовывает приблизительно 2-2,5 миллиона долларов.

Стратегия запуска

Воздушный старт — метод ракетного запуска либо самолетов с высоты нескольких километров , куда доставляется аппарат для запуска. Средством доставки значительно чаще помогает второй самолет , но может выступать и воздушный шар либо дирижабль

С Воздушного старта направляться очень выделить Воздушный старт на орбиту . Воздушный старт на орбиту — это способ ракетного запуска -носителей и / либо космических судов высоко в воздухе из реактивных воздушных судов горизонтального взлета как дозвуковых так и сверхзвуковых . В то время, когда данный способ употребляется для вывода на орбиту имеет чрезвычайные преимущества над классическим вертикальным ракетным запуском , а также благодаря уменьшенных массе , стоимости ракеты и силы противодействия.

На земле выполняется загрузка ракеты -носителя с присоединенными несущей поверхностями на самолет посредством особого подъемного механизма ( подобным по конструкции с подъемной платформой для орбитального корабля « Буран » , которая употреблялась для поднятия груза ( Бурана ) на высоту 25 метров , опускание его посредством кранов на высоту , нужную для присоединения и загрузки корабля к самолету ) . Схемы таких устройств существуют , что облегчает воплощение данной разработки в судьбу. 

По окончании этих операций самолет взлетает и направляется в район запуска. На границе района запуска самолет обязан собрать высоту 10000 м и достигнуть нужной ( расчетной) скорости ( 860 км / ч). При достижении таких показателей полета самолет переходит в автоматическую совокупность управления , выводится на угол тангажа в 10 градусов. Сейчас автоматическая совокупность делает разъединение замков , удерживающих ракету — носитель на самолете.

Следующим шагом будет отлетом маневрирования -самолёта и ракеты носителя. Самолет совершает маневр уклонения со понижением , а ракета -носитель делает маневр « горка» . О маневре ракеты -носителя обрисовано ниже. направляться обратиться к маневрированию самолета самолет по окончании отстрела ракеты начинает снижение и торможение с одновременным креном в сторону (левый либо правый бок крена зависит от направления ветра в момент отстрела ракеты -носителя от самолета).

Ракета после достижения большой высоты маневра начинает набор и снижение скорости. Самолет отойдя с траектории ракеты возвращается на аэропорт. Ракета посредством органов управления ( элероны, рули высоты, руля поворота) стабилизируется и придерживается заданной траектории . После достижения высоты , в то время, когда ракета будет маленькой угол тангажа (по расчету — 9360м ) , проводится отстрел несущих поверхностей и выпуск тормозного парашюта . По окончании открытия тормозного парашюта длится уменьшение скорости ракеты -носителя и разворот ракеты с выводом ее в вертикальное положение относительно центра тяжести . По окончании исполнения таких действий ракета -носитель запускает главные двигатели первой ступени , отстреливает тормозной парашют и начинает полета штатном режиме.

стратегии и Аналогичные разработки воздушного старта

Автором были рассмотрены лишь аналоги , каковые запускали ракеты массой не меньше 15 тысячь киллограм , так как как раз такие ракеты- носители имеют нужные энергетические характеристики для коммерческого применения . В 1960-е гг и позднее в Соединенных Штатах были созданы такие , запускаемых с самолетов -носителей , экспериментальные ракетопланы , а также первый гиперзвуковой самолет — суборбитальный пилотируемый космоплан North American X -15 , кроме этого Bell X -1 , Lockheed D — 21 Boeing X — 43 и др. . Подобные (но не суборбитальные ) совокупности были кроме этого во Франции ( Ледюк ) и других государствах. Воздушный старт употреблялся для отработки космоплана Энтерпрайз в масштабной программе многоразовой транспортной космической совокупности Спейс шаттл . Первым из детальных проектов АКС с воздушным стартом была нереализованная совокупность « Спираль » 1960- х — 1970-х гг с гиперзвукового самолета- Разгонщики , РН и орбитального самолета. Воздушный старт употреблялся для полетов дозвукового самолета- аналога его орбитального самолета.

Американские проекты : в Соединенных Штатах действует совокупность в далеком прошлом реализована Пегас ( РН ) / L -1011 ( самолет ) . Созданная корпорацией Orbital Sciences Corporation . Старт производится посредством самолета L -1011 компании Lockheed Corporation , специально для этого оборудованного . Отделениями ракеты от самолета -носителя происходит на высоте 12 км . Масса носителя — 18500 кг ( Pegasus ) , 23130 кг ( Pegasus XL ) Масса нужного груза , выводимого на низкую околоземную орбиту носителем « Пегас » — до 443 кг . Цена запуска ( на 1994) — 11 миллионов долларов США . С 1990 по 2008 совершено всего 40 запусков носителя « Пегас » с выводом на орбиту неестественных спутников, из них неудачными были 3 запуска . Разрабатывается другая система и имеется и другие проекты АКС.

Самолет Локхид -1011 и ракета-носитель «Пегас»

Российско — украинской проекты : в Российской Федерации предложено подробно созданные проекты АКС Воздушный старт «и БАКС» . В первом проекте космоплан с внешним топливным запускается с борта сверхтяжелого самолета Ан — 225 ( 325 ) « Мечта ». Главным элементом второго проекта есть намерено переоборудованный тяжелый самолет Ан — 124- 100Все « Руслан» , с борта которого на высоте примерно десять километров по созданной Национальным ракетным центром « КБ им . Макеева » разработки осуществляется так называемый « минометний »старт ракеты -носителя , которая доставляет на расчетную орбиту нужный груз . Существуют кроме этого проекты « Бурлак » и другие , в которых РН с ИСЗ запускается с борта разных самолетов -носителей Ту -160 , Ан -124 , Ту — 22М .

Украинские проекты : в Украине с применением самолета- носителя Ан -225 созданы проекты АКС «Свитязь » ( РН Зенит) АКРК « Орель » и «Лыбидь » ( крылатый космоплан ) . Самолет -носитель Ан -225 -100 разрабатывается АНТК имени Олега Антонова и есть модификацией базисного самолета Ан — 225 «Мрия ». На самолет устанавливается особое оборудование для крепления ракеты -носителя над фюзеляжем , в герметичных кабин размещается бортовое операторы и стартовое оборудование , нужные для осуществления пуска РН. Ракета -носитель «Свитязь » создается на базе узлов , систем и агрегатов ракеты- носителя « Зенит».

Она строится по трехступенчатой ??схеме. Применяет нетоксичные компоненты горючего — керосин и жидкий кислород. При выводе космических аппаратов на геостационарную орбиту ракета -носитель комплектуется твердотопливной апогейною степенью .

АКРК « Орель » двухступенчатый авиационно -космический комплекс . В качестве первой ступени для того чтобы комплекса будет самолет -носитель разработки Киевского авиационного научно — технического комплекса им . О. К. Антонова Ан — 124 (« Руслан») . Второй ступенью будет ракета -носитель нужной нагрузки разработки Днепропетровского КБ « Южное» , которая обязана стартовать с фюзеляжа самолета- носителя.

На первых этапах создания Украинской АКРК « Орель » будет одноразовый космический аппарат . В будущем в космос будут отправляться и возвращаться на Землю кроме этого и многократные космические аппараты . В отличие от « Шатла » и « Бурана » , старт ракеты -носителя будет осуществляться не с внешней подвески самолета- носителя , а с его середины , другими словами с фюзеляжа. В мире еще не было аналогичных научно — технических ответов. Такая схема запуска на околоземную орбиту нужной нагрузки имеет множество неоспоримых преимуществ . Это и улучшенная аэродинамическая схема АКРК в целом , более высокая безопасность отделения второй ступени в виде ракеты -носителя , более оптимальные технико — экономические показатели , выше скрытность задач и выполнения двойного назначения (как чисто научных и коммерческих , так и особых , в военных целях) .

 Казахско — Русский проект: Казахстан предлагает проект АКС « Ишим » ( МиГ -31 + РН ) . Проекты АКС с воздушным стартом космопланов были созданы в Германии ( Зенгер -2) , Японии ( ASSTS ) , Китае (прототип Шеньлонг и АКС нового поколения ) и т. д. Посредством воздушного старта запускаются частные суборбитальные космопланы SpaceShipOne , SpaceShipTwo , М -55 и другие подобные проекты. Воздушный старт с аэростата суборбитальной пилотируемой ракеты предусмотрен в проекте Stabilo ARCASPACE Румынии .

Главным соперником стратегии запуска , предложенная в работе есть русский , с применением самолета Ан — 124- 100Все , так как американский аналог имеет на порядок меньший вес нужного груза . Главным причиной , что не разрешает воплотить в коммерческое использование и жизнь русский стратегию запуска есть пробела « минометного » отстрела ракеты с самолета. на данный момент русские эксперты трудятся над устранением данной неприятности. Первые запуски запланированы на 2015 год.

Размещение РН в самолете Ан-124 «Руслан».

Тяжелый универсальный транспортный самолет Ан — 225 «Мрия»

Разработка самолета , предназначенного для движения крупногабаритных элементов космических совокупностей ( в т. ч ВКС « Энергия — Буран » ) началось в 1985 году. Первый полет самолета Ан -225 , выстроенного на Киевском авиазаводе , осуществился 21 декабря 1988 , а 13 мая 1989 Ан -225 уже перевез « Буран » с г.Жуковский на космодром Байконур . На этом самолете было установлено 106 мировых рекордов.

Конструкция самолета

Фюзеляж. Он имеет две палубы: сверху находится кабина и кабина экипажа сопровождающего персонала , бытовые помещения (кухня , гардероб , туалет) , снизу — грузовая кабина . В ней возможно размещать грузы массой до 250 тысячь киллограм . Для обеспечения загрузки и разгрузки употребляются передний грузолюк и рампа.

Крыло. Крыло произведено из длинномерных (до 30 метров) прессованных панелей. Панели соединены между собой титановым креплением, снабжает высокий уровень и герметичность сопротивляемости .

Оперение самолета. Двухкилевое. Стабилизатор имеет размах 30 метров , имеет кессон , изготовлен из прессованных катаных плит и панелей из алюминиевых сплавов. Руль высоты имеет шесть

Вывоз РКН Зенит-2SБ с КА Электро-Л

Увлекательные записи:

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны: