Материал: Основы проектирования РН Куренков

Проблема практической реализации проектов воздушных стартов связана с экономическим аспектом создания сложной технической системы, в которой появляются новые элементы, в том числе дирижабли или самолеты специального назначения. Они для своего создания и эксплуатации требуют не меньших ресурсов (финансовых, материальных и людских) и времени, чем создание РН с наземным стартом. Поэтому при принятии окончательного решения о реализации тех или иных проектов воздушного старта необходимо проводить подробные исследования по оценке экономической эффектив-

ности [41, 44, 52].

18.9. Полностью многоразовые многоцелевые авиационно-космические системы

Вкачестве «первой» ступени в полностью многоразовых многоцелевых авиационно-космических системах используются гиперзвуковые самолеты-носители. В качестве второй (возвращаемой) ступени используется многоразовый космический самолет.

Вгиперзвуковых самолетах, используемых в качестве самолетовносителей, как правило, имеются две группы двигателей:

- обычные турбореактивные двигатели, с помощью которых самолет взлетает и разгоняется до скорости, соответствующей примерно 3…3,5 М (М - число Маха);

- прямоточные воздушно-реактивные двигатели (ПВРД), с помощью которых самолет может разгоняться до 6 М.

Необходимость в двух группах двигателей вызвана тем, что ПВРД могут запускаться только при большой начальной скорости набегающего потока воздуха (0,8 М и выше).

На рис. 18.24 в качестве примера показан в различных ракурсах гиперзвуковой самолет-разгонщик "50-50" разработки ОКБ-165 А.М.Люльки (ныне - НТЦ имени А.М.Люльки в составе НПО "Сатурн") [94 - 97] с установленным на нём космическим самолётом.

426

Рис. 18.24. Гиперзвуковой самолет-разгонщик (ГСР) "50-50"

Имеются также проекты одноступенчатых полностью многоразовых космических ракетопланов. Однако стартовая масса их велика. Так по проекту РКК «Энергия» [39] для доставки полезной нагрузки 10 тонн на низкую орбиту стартовая масса такого ракетоплана составляет 1400 тонн. Он взлетает вертикально, а осуществляет посадку горизонтально.

18.10. Запуск малогабаритных космических аппаратов

Для запуска малогабаритных космических аппаратов, обладающих малой массой, использование отдельных РН нецелесообразно. Экономичнее всего запускать такие аппараты совместно с «большими и тяжелыми» аппаратами. Такой метод запуска еще называют «попутным».

Впервые такого рода запуски осуществлялись в рамках развития творчества студентов. Например, в 80-х и в 90-х годах 20-го века были запущены студенческие спутники Московского авиационного института, Куйбышевского авиационного института – КуАИ (впоследствии Самарского государственного аэрокосмического университета) и др. Такие спутники решали относительно простые задачи. В частности, спутник «Пион» КуАИ (руководитель проекта профессор Ю.Л.Тарасов) был неуправляемым, имел форму сферы и определенный баллистический коэффициент. Этот спутник запускался совместно с КА «Зенит» (ЦСКБ, г. Самара) и предназначался для исследо-

427

вания состояния разреженной атмосферы по результатам его торможения, которое оценивалось с помощью наземных радиолокационных средств.

Внастоящее время, в связи с развитием элементной базы микроэлектроники, наблюдается тенденция минимизации массы и габаритов спутников с сохранением функциональных возможностей. В этой связи многие организации (в том числе и некоторые университеты) кооперируются с предприятиями ракетно-космической отрасли для попутного запуска своих спутников.

Впринципе, малогабаритные спутники можно запускать попутно практически со всеми «тяжелыми» спутниками, если у ракетносителей имеется небольшой резерв массы по полезной нагрузке.

На рис. 18.25 и 18.26 показаны варианты установки студенческого малого космического аппарата научного назначения «Аист», совместной разработки СГАУ и «ЦСКБ-Прогресс» (г. Самара) на КА «Фотон» и в переходном отсеке ракеты-носителя.

МКА «АИСТ»

Рис. 18.25. МКА «Аист» и его установка на КА «Фотон»

428

Рис. 18.26. Установка малого космического аппарата «Аист» в переходном отсеке РН

Контрольные вопросы

1.Каким образом влияют широта расположения космодрома и ограничения по азимутам пуска на потребную характеристическую скорость РН?

2.Расскажите об особенностях запуска КА на солнечносинхронные орбиты.

3.Расскажите об особенности запуска КА на экваториальные ор-

биты.

4.Какие элементы РН требуют согласования с элементами технического комплекса и наземного стартового комплекса?

5. Расскажите о морском старте. Преимущества и недостатки.

6. Приведите схемы стартов с самолета с примерами.

7. Приведите этапы методики оценки весовой эффективности РН при стартах с дирижабля и самолетов.

8. Как определяется потребная характеристическая скорость РН при воздушном старте?

9. Охарактеризуйте влияние воздушного старта и топлива на начальную массу и габариты РН при заданной массе полезной нагрузки.

10. Расскажите о полностью многоразовых многоцелевых авиа- ционно-космических системах.

11. Расскажите о запусках малогабаритных КА в качестве попутных нагрузок РКН.

429

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящем учебнике рассмотрены основы проектирования ра- кет-носителей. Основное внимание уделено вопросам выбора основных характеристик и проектного облика ракет-носителей.

Многие вопросы в этом учебнике не затрагивались из-за ограниченности объема пособия, многочисленности частных вопросов и сложности решаемых проблем при создании новых типов ракетносителей.

Желающих более подробно изучить вопросы проектирования ра- кет-носителей отсылаем к списку использованных источников.

430