Proiectul Rascal - lansare aeriană comandată de forțele aeriene americane
Într-un articol din 04.02.2017 Vehicul aerian hipersonic multimodal fără pilot Molot
a existat un link către proiectul Rascal:
Întrucât subiectul părea de interes pentru cititori, propun acest proiect spre luare în considerare într-un articol separat.
În 2001, Forțele Aeriene ale SUA au depus o cerere MNS * (în continuare, un asterisc marchează termenii și abrevierile, a căror decodare este dată la sfârșitul articolului) subliniind cerințele pentru „Sistemul de lansare spațială adaptiv operativ” (ORS). *).
Cerințele MNS au inclus următoarele sarcini de bază principale:
- timpul de răspuns rapid al misiunii (lansare);
- posibilitatea lansării (lansării unei nave spațiale *) de la orice latitudine pe teritoriul Statelor Unite și al aliaților săi;
— accesibilitatea (costul aducerii a 1 kg de ST* la LEO*), atât pe baza fiecărei misiuni, cât și pe costul global scăzut al programului (C&D).
/prognoza nevoilor pietei de lansare/
Ca răspuns la MNS și ca răspuns la nevoile comerciale percepute ale pieței lansărilor spațiale, au fost propuse mai multe concepte pentru a îndeplini aceste cerințe.
Cel mai realist proiect s-a bazat pe principiul lansării „aerului”.
Rascal-Responsive Access Small Cargo Affordable Launch, care a fost susținută de finanțare DARPA.
Lansarea aeriană (AC) este o metodă de lansare a rachetelor sau a aeronavelor de la o înălțime de câțiva kilometri, unde este livrat vehiculul de lansare. Vehiculul de livrare este cel mai adesea o altă aeronavă, dar poate fi și un balon sau un dirijabil.
Principalele avantaje ale aeronavei:
- De regulă, acest sistem (sau o parte a acestuia) este reutilizabil, cu un cost destul de scăzut de lansare a PN* la LEO. Acest lucru se datorează faptului că prima etapă cea mai complexă din punct de vedere tehnic este și cea mai scumpă;
- Folosește ceea ce ne este oferit de univers în mod gratuit, și în special atmosfera. Mai exact, proprietățile atmosferei în timpul mișcării sau prezenței corpurilor fizice în ea: forța de ridicare și/sau forța arhimediană, i.e. acei factori care reprezintă un obstacol pentru vehiculele convenționale de lansare verticală;
- Sistemul de aeronave nu este legat de complexul de lansare (SC) sau de locul de lansare (SP), aproximativ vorbind, de un cosmodrom scump cu toată infrastructura. Și, în consecință, nu există nicio referire la latitudinea lansării (o durere de cap pentru URSS și acum pentru Rusia).
Faptul este că există o astfel de lege fizică neplăcută:
Înclinarea inițială a orbitei nu poate fi mai mică decât latitudinea cosmodromului.
Este costisitor și uneori pur și simplu imposibil să construiești SC-uri (SP-uri, porturi spațiale) peste tot. Pe de altă parte, aerodromurile (pistele) acoperă aproape întregul glob.
Teoretic, ar putea fi folosit și un portavion. Un fel de combinație de „Lansare pe mare” și BC (lift spațial lansat cu aer).
În sistemul aeronautic, de fapt, poate fi utilizată orice pistă, atât militară cât și civilă, din categoria cerută:
Exemplu:
Greutatea totală la decolare a sistemului VKS nu depășește 60 de tone. Boeing 737-800 are o greutate brută la decolare de 79 de tone. Piste capabile să primească Boeing 737-800, doar civile în SUA pentru 13000 (avem vreo 300), iar cu piste militare, peste 15 de aeroporturi.
- Sistemul de lansare în spațiul aerian este de câteva ori mai puțin critic pentru condițiile meteorologice decât un vehicul de lansare verticală (nu poate manevra în raza de acțiune, este sensibil la vânt, viteza verticală de 500 de tone de colos de la 0 km/s atinge 5 km/s). la altitudini de 120 km, atmosfera de presiune (tăierea duzei) afectează tracțiunea / UI etc.);
-Logistică (toate elementele, inclusiv portavion, sunt aerotransportabile), componentele de combustibil sunt componente convenționale de combustibil pentru aeronavele timpului nostru;
Mai mult decat atat: aeronava (transportul) in sine poate ajunge la producator, unde se afla PROFESIONAL si in conditii de sera produsul este instalat, testat, verificat, aeronava se intoarce la punctul de plecare (pista) si acolo, dupa ce a castigat altitudine. , la nivelul zborului 12-15 efectuează realimentarea, apoi accelerarea, manevra „deal” și lansarea etapei orbitale.
Sistemul VKS, de fapt, nu trebuie să „aducă” o rachetă, să facă un studiu PRR / de fezabilitate, iar MIK în sine, de fapt, nu este necesar:
- Eficiența pornirii;
- Ieftinitatea componentelor sistemului și producția lor comercială bine stabilită;
-Aspect de mediu (zona de excludere sub treptele de cădere ale vehiculului de lansare);
-Există o categorie de sateliți care nu pot părăsi teritoriul țării producătorului sau clientului de sateliți (chiar dacă este necesară o anumită latitudine de lansare);
- Miniaturizarea sateliților (mai mici și mai mici ca dimensiune și masă).
Platforma Cube-Sat de exemplu.
- Orice universitate (sau persoană fizică) își poate permite să se lanseze aici și acum, atunci când este nevoie, și nu mai târziu „când obținem suficientă sarcină utilă”;
etc
Există și dezavantaje:
- Masa redusă a PN de ieșire și restricții asupra dimensiunilor navei spațiale;
- În practică (datorită limitărilor de masă și dimensiune ale purtătorului), sunt realizabile doar orbite LEO sau mai mari, cu o scădere semnificativă a masei PN;
-Dificultăți atât în calcule, cât și în execuția unui transportator capabil să reziste la viteze apropiate și hipersonice (încălzire, protecție termică, aerodinamică etc.);
-Balast transportabil permanent (alimentare cu combustibil pentru returul si aterizarea primei trepte);
-Alte;
Lansat în martie 2002, proiectul RASCAL este o încercare, susținută și sub auspiciile TTO* DARPA, de a dezvolta un sistem de lansare spațială parțial reutilizabil, lansat prin aer, capabil să livreze rapid și regulat încărcături utile către LEO la un cost foarte economic.
Faza II (o fază de dezvoltare a programului de 18 luni) a început în martie 2003 cu selecția Space Rocket Corporation SLC (Irvine, California) ca antreprenor principal și integrator de sisteme.
Conceptul RASCAL se bazează pe arhitectura aeropurtată Spacelift, constând dintr-o aeronavă reutilizabilă:
și o rachetă consumabilă (etapa superioară) (ELV*), care în acest caz se numește ERV*:
Într-o formă complexă în acele vremuri, era reprezentată după cum urmează:
Motoarele turboreacție ale unui vehicul reutilizabil sunt fabricate într-o versiune forțată, cunoscută încă din anii 50 ca MIPCC*.
Tehnologia MIPCC este excelentă pentru a obține un număr mare de Mach în zborul atmosferic.
După ce atinge viteze apropiate de hipersonic în zbor orizontal, transportatorul efectuează o manevră aerodinamică de tip „alunecare dinamică” (Manevra Zoom) și produce o lansare exo-atmosferică (de la altitudini mai mari de 50 km) a unei rachete de unică folosință (etapa de rapel) .
Raportul mare putere-greutate al turboventilatorului MIPCC nu numai că permite un design simplificat al ERV în două etape, dar reduce și în mod semnificativ cerințele structurale pentru ERV, care nu suferă sarcini aerodinamice semnificative cu acest profil de ieșire.
Se estimează că o relansare ulterioară va costa sub 750 USD pentru a livra o sarcină utilă de 000 kg către LEO.
Datorită flexibilității, simplității și costurilor reduse, arhitectura RASCAL poate suporta un ciclu de lansare între misiuni de mai puțin de 24 de ore.
În viitor, este planificată utilizarea opțiunii cu o a doua etapă reutilizabilă a sistemului.
Un fapt interesant: în 2002, președintele Destiny Aerospace, domnul Tony Materna, inspirat de banii și perspectivele DARPA, a luat foc cu ideea de a utiliza un singur loc american disponibil și dezafectat, un singur. motor supersonic luptător-interceptor cu aripă delta Convair F-106 Delta Dart pentru acest sistem.
Tony Matern pe baza lui Davis Monthan AFB AZ în timpul inspecției „solicitanților”.
Ideea a fost destul de solidă și ușor de implementat.
De fapt, o modificare a lui Convair F-106B a fost deja testată cu tehnologia MIPCC în anii '60. Dacă nu mă înșel, a fost dezvoltat și testat pe el.
Este regretabil (din punct de vedere ingineresc) că proiectul RASCAL ieftin și rapid implementat, bazat pe F-106, nu a demarat după aproape doi ani de cercetare.
Citiți mai jos versiunea finală a acestei propuneri
Mica flotă de șapte F-106 de navigabilitate rămase disponibile la Davis Monthan AFB AZ a fost inițial redusă la 4 unități (trei F-106 au fost transferate la muzeele de la Castle CA, Hill AFB, UT și Edwards AFB, CA) și Tony Matern nu a așteptat niciodată dobândă și investiție.
Citiți mai multe despre F-106 aici:
Luptători-interceptoare F-106 și Su-15 „Keepers of the sky”
Îmi amintește de cele două MIG-31D ale noastre, care „au ajuns” în Kazahstan și pur și simplu și-au încheiat ciclul de viață.
„Ishim” s-a bazat pe „Contact”, care era practic încorporat în hardware:
Primul test intern de succes de la un avion de transport: o ediție experimentală „07-2” cu o suspendare a unei rachete standard „79M6”, din aer.Saryshagan peste un grup de terenuri de antrenament Bet-Pak Dala. 26 iulie 1991
Și în blanc, fără a aduce racheta pe traiectoria de interceptare, au fost împușcate aproximativ 20 de unități.
Notă: Ideea lui Tommy Matern nu s-a „cufundat în uitare”. StarLab și CubeCab plănuiesc să livreze mici sateliți pe orbita joasă a Pământului folosind rachete imprimate 3D și o tehnică de lansare aeriană. Obiectivul principal al CubeCab va fi creșterea vitezei de lansare a navelor spațiale în miniatură prin utilizarea vechilor luptători interceptori F-104 Starfighter și a vehiculelor de lansare imprimate 3D la preț redus.
Deși F-104 a zburat pentru prima dată înapoi în 1954, cariera acestei binemeritate aeronave s-ar putea prelungi, și nu pentru prima dată. Datorită ratei mari de accidente, aeronava a început să fie dezafectată masiv încă din anii 70, dar performanța ridicată a zborului a permis mașinii să reziste ca platformă de testare și simulator de zbor NASA până la mijlocul anilor 90.
Mai multe F-104 sunt operate în prezent de operatorul privat Starfighters Inc.
Rata sa excelentă de urcare și plafonul înalt fac din F-104 o platformă potrivită pentru lansarea de rachete sonore.
Costul estimat pe lansare este de 250 000 de dolari.Acest lucru este departe de a fi ieftin, dar mult mai profitabil decât utilizarea vehiculelor de lansare mari cu o sarcină utilă incompletă.
Proiectul RASCAL a fost închis de DARPA în favoarea proiectului ALASA, care a fost închis și în 2015 în favoarea proiectului XS-1.
Lansare DARPA - noiembrie 2015
Termeni și abrevieri marcați cu „*”:
MNS- Declarație de necesitate a misiunii= Cerință oficială (aplicație)
ORS - Operationally Responsive Spacelift = sistem de lansare a navelor spațiale cu răspuns rapid
Sun - lansare aeriană, VKS (air-launched spacelift) = lansare aerospațială.
Rascal - Acces responsiv Small Cargo Affordable Launch=Sistem de lansare aeriană accesibil, cu timpi de răspuns rapid.
KA - navă spațială
LEUL (LEU)
clic LEO (LEO) - orbită terestră joasă (orbita terestră joasă)
PN - sarcină utilă
pista - pista
ELV - vehicul de lansare consumabil = sistem de lansare unică
vehicul de lansare consumabil (ELV)
ERV - Vehicul rachetă consumabil
ELR—Expendable Rocket Vehicle = vehicul de lansare consumabil (masă mică de lansare - LV mic
MIPCC — Răcirea precompresorului cu injecție în masă
Tehnologia implică pulverizarea cu apă numai în partea din față a palelor compresorului motorului J-75 pe măsură ce aeronava se apropie de Mach 3. Aceasta răcește aerul supraîncălzit la admisia motorului, păcălind motorul să funcționeze la un număr de Mach mai mic.
Injecția cu apă crește, de asemenea, densitatea debitului prin motor, precum și volumul acestuia (debitul pe secundă). Rezultatul este că motorul turboreactor produce cu cât mai multă tracțiune, cu atât aeronava se mișcă mai repede.
Creșterile de tracțiune sunt posibile teoretic cu 100%, 200% și 300%, în funcție de cantitatea de apă injectată. Această metodă permite, de asemenea, motorului turborreactor J-75 să funcționeze la altitudini mult mai mari decât valorile proiectate.
TTO - Biroul de tehnologie tactică (DARPA)
Documente, fotografii și videoclipuri folosite:
www.nasa.gov
www.yumpu.com
en.wikipedia.org
www.faa.gov
www.space.com
www.darpa.mil
robotpig.net
www.456fis.org
www.f-106deltatart.com
www.aerosem.caltech.edu
www.universetoday.com
www.spacenewsmag.com
www.geektimes.ru (pagina mea Anton @AntoBro)
informații