Proiectul sistemului aerospațial „Vyuga”
În ultimii ani, evoluțiile companiilor private care activează în industria aerospațială au atras un interes deosebit din partea specialiștilor și a publicului larg. O serie de organizații străine de acest fel au prezentat deja mai multe dezvoltări diferite de diferite clase, cu caracteristici diferite. În țara noastră funcționează organizații similare. Până în prezent, au fost prezentate câteva evoluții noi în acest domeniu. Astfel, compania „Lin Industrial” a prezentat proiectul sistemului aerospațial „Vyuga”.
Проект авиационно-космической системы (АКС) «Вьюга» был разработан московской компанией «Лин Индастриал», работающей при содействии фонда «Сколково», по требованию неназванного заказчика. Целью проекта была проработка облика многоразовой двухступенчатой системы, предназначенной для вывода на орбиту людей и различных грузов. При этом, по причине ограниченной грузоподъемности системы, в качестве основной задачи рассматривается выполнение различных научных исследований и т.д. Кроме того, не исключается militar применение системы в целях выполнения разведки или в качестве носителя высокоточного arme.
În forma sa propusă, sistemul Vyuga are o serie de avantaje caracteristice. Este asigurată reutilizarea completă a tuturor componentelor sistemului, utilizarea unui avion de transport existent, capacitatea de a lansa încărcături pe orbite într-o gamă largă de înclinații, precum și siguranța mediului. În plus, utilizarea unei aeronave de transport face posibilă lansarea încărcăturilor utile din diferite regiuni ale planetei, inclusiv decolarea de pe teritoriul țării client.
Vedere generală a AKS „Vyuga” înainte de decolare
Proiectul AKS Vyuga presupune utilizarea unui complex format din trei componente principale. Elementul principal care asigură funcționalitatea restului este aeronava de transport cu un set de prindere pentru transportul restului de echipamente. De asemenea, se propune utilizarea primei etape cu motoare rachetă, care este responsabilă pentru accelerarea așa-numitului. stadiul orbital. Acesta din urmă este un dispozitiv capabil să zboare atât în atmosferă, cât și dincolo. Toate elementele complexului Vyuga trebuie să se poată întoarce la bază.
Potrivit organizației de dezvoltare, crearea Vyuga AKS a început cu un studiu al capabilităților disponibile și determinarea parametrilor echipamentului necesar. Astfel, sarcina utilă a complexului a fost determinată la nivelul de 450 kg, transportată la o sarcină joasă aproape de Pământ. Se observă că sateliții tehnologici de tip „Photon” au parametri similari de capacitate de transport. În continuare, ținând cont de calculele pentru diferite elemente ale complexului, a fost determinată gama potențialilor purtători ai sistemului.
S-a decis abandonarea aeronavelor de transport militar An-124 „Ruslan” și An-225 „Mriya” din cauza caracteristicilor de încărcare excesivă. Purtătorul de rachete Tu-160 nu era potrivit din cauza numărului mic de vehicule existente de acest tip. Drept urmare, au fost luate în considerare doar aeronavele M-55X Geophysics, MiG-31 și Il-76. Calcule ulterioare au arătat că Geofizica și MiG-31 nu pot fi folosite ca aeronave de amplificare a sistemului aerospațial. Aceste aeronave au un plafon de serviciu ridicat, dar au o capacitate de încărcare utilă insuficientă. Dacă ar fi fost folosite, sarcina utilă a lui Vyuga nu putea depăși 50-60 kg, ceea ce nu corespundea calculelor inițiale.
Schema de asamblare a complexului
Astfel, singurul transportator adecvat al sistemului a fost avionul de transport militar Il-76. Cu toate acestea, chiar și în acest caz, nu toate caracteristicile de proiectare au făcut posibilă utilizarea echipamentului fără modificări. Calculele au arătat că, pentru a transporta și lansa treapta superioară și etapa orbitală, aeronava trebuie să consolideze structura și să instaleze niște echipamente noi. Astfel de modificări au făcut posibilă realizarea cât mai pe deplin a avantajelor existente sub forma capacității de transport ridicate, precum și compensarea pierderii existente de altitudine în comparație cu alți potențiali transportatori.
Proiectul Vyuga în forma sa actuală prevede modernizarea aeronavei Il-76 folosind câteva unități noi. Se propune montarea unui suport special în partea centrală a compartimentului de marfă al aeronavei, care să redistribuie greutatea sistemelor de rachete către elementele de putere ale aeronavei. Acest produs este o structură ajurata de 12,9 m lungime, 3,3 m lățime și 2,7 m înălțime, cu elemente proeminente în partea superioară care se extind dincolo de fuzelaj. Inițial, s-a propus să se facă ferme din fibră de carbon, dar ulterior designul a fost schimbat din motive de rezistență. Acum produsul ar trebui să fie format din elemente de titan cu un diametru de 85 mm. În acest caz, masa fermei este de 6,2 tone.
După instalarea fermei pe aeronavă, mai multe noduri apar pe suprafața superioară a fuzelajului său pentru andocare cu prima etapă a sistemului de rachete. Cu ajutorul lor, se propune conectarea aeronavei de transport cu alte elemente ale complexului. Monturile trebuie să aibă sisteme de control care să asigure eliberarea sistemelor de rachete la momentul necesar.
Pe baza rezultatelor lucrărilor de proiectare preliminară și a cercetării folosind modelarea computerizată, designerii Lean Industrial au format aspectul general al primei etape a Vyuga AKS. Acest produs ar trebui să fie o aeronavă relativ mare, cu un motor de rachetă, concepută pentru a accelera etapa orbitală după separarea de aeronava de rapel. Astfel de metode de aplicare au dus la necesitatea elaborării unor caracteristici de proiectare. În special, a fost necesar să se dezvolte o aripă și un stabilizator concepute pentru a retrage sistemul de rachete din aeronava de transport după separare.
Proiectarea unei ferme propuse pentru instalare pe un avion de propulsie
Se propune un design destul de simplu al primei etape. Toate unitățile principale ale acestui echipament trebuie să fie montate pe o ferme alungită, care este baza structurii. Pe partea superioară a fermei se propune montarea rezervoarelor pentru combustibil și oxidant, în spatele cărora ar trebui să fie plasat motorul. In acest caz, rezervorul din spate, spre deosebire de cel din fata, trebuie sa aiba o forma mai complexa necesara amplasarii corecte a etapei orbitale. În partea de jos a fermei sunt prevăzute elemente de fixare pentru avioane. Datorită sarcinilor mecanice și termice așteptate, prima etapă trebuie să primească protecție termică de la fuzelajul inferior.
Pentru a zbura în atmosferă imediat după separarea de transportator și în timpul apropierii de aterizare, prima etapă a Vyuga trebuie să folosească un set de avioane diferite. Se propune montarea unei aripi joase în partea centrală a fuzelajului. A fost dezvoltată și o unitate de coadă cu două aripioare cu stabilizatori relativ mici. Se propune montarea trenului de aterizare în interiorul corpului aeronavei, ceea ce este necesar pentru a returna prima etapă pe aerodromul necesar.
Până acum, proiectarea unuia dintre elementele principale ale primei etape, rezervorul de oxidant, a fost format. Acest produs a avut cerințe mari privind rezistența, volumul, etanșeitatea și alți parametri, până la necesitatea producției maxime a lichidului turnat. Ținând cont de aceste cerințe și de caracteristicile oxigenului lichid, s-a determinat proiectarea generală a rezervorului. Suprafața laterală cilindrică a rezervorului ar trebui să fie realizată din fibră de carbon cu un liant epoxidic și, de asemenea, să primească o acoperire internă sub forma unui film PMF-352. Acesta din urmă este necesar pentru a reduce impactul negativ al oxidantului la temperatură joasă asupra pieselor compozite. Se propune ca ramele și fundul lipite în piesa compozită să fie realizate din aliaj aluminiu-magneziu. Pereții etanși, conductele și alte părți necesare trebuie instalate în interiorul rezervorului.
Vedere generală a primei etape
Se propune montarea unui motor rachetă lichid cu o singură cameră cu caracteristicile necesare în secțiunea de coadă a primei etape. O centrală electrică care utilizează kerosen și oxigen lichid ar trebui să prezinte o viteză de curgere a gazului de 3,4 km/s, ceea ce va permite atingerea parametrilor de forță necesari. Viteza de proiectare a primei etape este de aproximativ 4720 m/s.
Cu o lungime totală de 17,45 m, prima etapă a Vyuga AKS ar trebui să aibă o masă uscată de 3,94 tone, o masă totală de lansare de 30,4 tone Mai mult, cea mai mare parte a masei de lansare este combustibil: 7050 kg de combustibil și 19210 kg oxidant.
Se propune atașarea așa-numitului la fuzelajul din spate al primei etape. o etapă orbitală concepută pentru a transporta o sarcină utilă și a o lansa în traiectoria/orbita necesară. Trăsăturile caracteristice ale funcționării unui astfel de echipament au condus la formarea unui tip neobișnuit de etapă. Etapa orbitală Vyuga ar trebui să aibă o formă simplificată a unităților exterioare ale corpului aeronavei, cu o parte superioară ogivală a carenului capului și o secțiune transversală a blocului de coadă aproape de ovală. Partea inferioară cu un strat de protecție împotriva căldurii trebuie să aibă o formă ușor curbată.
În partea superioară a corpului scenei orbitale se propune amplasarea unui compartiment pentru parașute și a unui compartiment pentru echipamente de control, în spatele cărora ar trebui să existe un volum mare pentru a găzdui sarcina utilă. Sub aceste compartimente există locuri pentru montarea rezervoarelor sferice și cilindrice pentru componentele de combustibil. Partea de coadă a carenei este predată motorului. În partea superioară a fuzelajului, pot fi instalate clapete de trapă, destinate montării sarcinii utile în corpul scenei, precum și pentru scoaterea acesteia în timpul efectuării diferitelor lucrări. În special, o astfel de trapă poate fi utilizată pentru a instala panouri solare atunci când se utilizează dispozitivul într-o configurație orbitală.
Descrierea primei etape
În forma sa actuală, proiectul Vyuga presupune construirea unei etape orbitale cu o lungime de 5505 mm, o lățime de 2604 mm și o înălțime de 1,5 m. Masa uscată a etapei orbitale este de 950 kg. Sarcina utila – 450 kg. Împreună cu alimentarea cu combustibil și oxidant, dispozitivul ar trebui să cântărească 4,8 tone. În același timp, kerosenul, conform calculelor, reprezintă 914 kg și oxidant - 2486 kg. Viteza produsului ar trebui să atingă 4183 m/s.
Principiile utilizării sistemului aerospațial Vyuga par destul de simple și permit lansarea sarcinii utile pe traiectoria dorită sau pe o orbită de referință joasă cu costuri minime necesare. În pregătirea misiunii, sarcina utilă necesară trebuie instalată în compartimentul de marfă al etapei orbitale. Acest aparat este apoi plasat pe prima treaptă, iar întregul ansamblu al sistemului este montat pe suporturile aeronavei de propulsie. După umplerea rezervoarelor ambelor etape cu kerosen și oxigen lichid, Vyuga AKS poate începe să funcționeze.
Prima etapă a funcționării sistemului necesită funcționarea corectă a echipajului aeronavei de transport. IL-76 cu elemente Vyuga pe fuselaj trebuie să se ridice la o înălțime de 10 km și, cu cursul necesar, să ajungă în zona de lansare a sistemului de rachete. În continuare, se propune decuplarea, după care prima etapă ar trebui să se îndepărteze de purtător și să pornească motorul lichid de propulsie. Aeronava de transport, la rândul său, are ocazia să se întoarcă pe aerodromul său. Zborul în continuare este efectuat independent pe etape și folosind propriile sisteme de control.
Prima etapă are alimentarea cu combustibil necesară pentru a funcționa motorul timp de 185 s. În acest timp, treapta orbitală este accelerată și se ridică la o înălțime dată. Cu ajutorul primei etape, Vyuga AKS ar trebui să se ridice la o altitudine de 96 km și să plaseze etapa orbitală pe traiectoria necesară. După ce combustibilul este epuizat, treapta orbitală este resetată. Etapa orbitală continuă să se miște pe traiectoria dată, în timp ce prima etapă trebuie să intre în planificare și să se îndrepte spre locul de aterizare. Prin coborâre și încetinire, prima etapă ar trebui în cele din urmă să aterizeze folosind trenul de aterizare existent, folosind metoda „avion”. După aterizare, scena poate suferi întreținerea necesară, ceea ce permite reutilizarea acesteia.
Vedere generală a etapei orbitale
Etapa orbitală după separare trebuie să pornească propriul motor și să intre pe o orbită dată. Cu o sarcină utilă completă, motorul poate funcționa 334 de secunde cu ascensiune pe o orbită de 200 km altitudine. După ce intră pe orbită cu parametrii necesari, sarcina utilă sub formă de echipament științific sau alte echipamente își poate începe lucrul. După finalizarea sarcinilor atribuite, stadiul orbital se poate întoarce pe Pământ.
Pentru deorbitare, se propune utilizarea unui impuls de frânare care transferă stadiul orbital pe traiectoria de aterizare. Cu ajutorul protecției termice și a unei forme aerodinamice a corpului, scena pătrunde fără riscuri în straturile dense ale atmosferei și iese în zona de aterizare. La o altitudine dată, se propune desfășurarea unei parașute, care este responsabilă pentru o aterizare moale a dispozitivului. Aterizarea „ca un avion” nu este asigurată din motive tehnice și operaționale. După aterizare, specialiștii pot începe să lucreze cu sarcina utilă. În plus, este planificată întreținerea etapei orbitale cu pregătirea ulterioară pentru un nou zbor.
Подобный алгоритм использования АКС «Вьюга» предлагается для использования в научных целях. Кроме того, рассматривается возможность применения такой техники в интересах armat сил. В таком случае авиационно-космическая система вместо орбитальной ступени может получать боевое оснащение с требуемыми характеристиками. Тем не менее, точные параметры такой версии комплекса еще не определены. На данный момент лишь рассматривается возможность создания боевой версии «Вьюги» и определяются возможные сферы его применения.
Versiunea de luptă a AKS „Vyuga” poate fi un purtător al unui sistem de lovitură sau un mijloc de interceptare a navelor spațiale inamice. În acest ultim caz, se poate obține o eficiență ridicată de luptă, asigurată de capacitatea de a lansa pur și simplu echipamente de luptă pe orbite cu diverși parametri. Cu toate acestea, implementarea unor astfel de idei poate fi asociată cu unele dificultăți. În primul rând, dificultățile trebuie asociate cu limitări ale masei sarcinii utile. Chiar și o înlocuire completă a etapei orbitale cu un sistem special de luptă nu va face posibilă crearea unui produs care cântărește mai mult de câteva tone.
Etapă orbitală, vedere de jos, partea de jos nu este afișată. Alb este coca, albastru este rezervorul de combustibil, roșu este motorul, portocaliu este compartimentul pentru parașute, gri este compartimentul pentru sarcină utilă
Arhitectura propusă a sistemului aerospațial ne permite obținerea unor avantaje față de alte complexe cu scopuri similare. Principalele avantaje ale proiectului Vyuga, care poate oferi un efect economic pozitiv semnificativ, sunt utilizarea unei aeronave de transport existent (cu toate acestea, care are nevoie de îmbunătățiri semnificative), precum și etapele de rachetă returnabile. Posibilitatea reutilizarii primelor etape și orbitale impune cerințe specifice asupra designului lor, în primul rând asupra caracteristicilor motoarelor, dar poate duce la o reducere vizibilă a costului lansărilor individuale.
Al doilea avantaj caracteristic al proiectului este lipsa „legăturii” cu porturile spațiale existente. Locul de lansare pentru Vyuga AKS poate fi de fapt orice aerodrom capabil să primească aeronave de transport Il-76 și să aibă un anumit set de echipamente pentru lucrul cu sisteme de rachete. Datorită acestui fapt, sarcina utilă poate fi lansată pe orbită de aproape oriunde de pe planetă. Ca urmare, este posibil să se asigure o lansare relativ simplă a sarcinii utile pe orbită cu înclinația necesară.
Conform datelor disponibile, în prezent proiectul sistemului aerospațial Vyuga de la compania Lin Industrial rămâne în stadiul de dezvoltare preliminară. Caracteristicile generale ale proiectului au fost definite, dar documentația tehnică nu a fost încă elaborată. Există informații conform cărora versiunea preliminară a proiectului Vyuga nu a primit aprobarea clientului care a inițiat dezvoltarea sa și, ca urmare, a rămas fără finanțare. Potrivit estimărilor dezvoltatorului, este necesară o finanțare în valoare de 3,2 milioane de ruble pentru realizarea primei etape a lucrărilor de cercetare. Lucrările ulterioare vor necesita noi investiții. În același timp, estimările privind timpul și costurile financiare necesare pentru finalizarea proiectului nu au fost încă clarificate.
Trebuie remarcat faptul că proiectul AKS Vyuga nu este prima astfel de dezvoltare internă din clasa sa. Lucrările în această direcție în țara noastră au început încă din anii șaizeci ai secolului trecut și au fost realizate de mai multe organizații conduse de OKB-155. Scopul proiectului Spiral a fost de a crea un complex capabil să utilizeze o aeronavă hipersonică, o treaptă superioară etc. aeronave orbitale pentru a lansa o sarcină utilă pe orbită. Complexul Spiral finit ar putea fi folosit în diverse scopuri, în primul rând militare.
Schema de utilizare a sistemului aerospațial „Vyuga”
De la sfârșitul anilor șaizeci până la mijlocul anilor șaptezeci, mai multe prototipuri de tehnologie promițătoare au fost construite și utilizate în diferite teste. În special, vehiculele din seria BOR au efectuat mai multe zboruri suborbitale și orbitale. Aeronava MiG-105.11 a fost folosită pentru testarea atmosferică. După finalizarea testelor, lucrările la proiectul Spiral au fost oprite. Clientul a considerat noul proiect Energia-Buran mai promițător. Unele prototipuri construite ca parte a programului Spiral au devenit ulterior exponate de muzeu.
De la începutul anilor optzeci, NPO Molniya a dezvoltat proiectul Sistemului aerospațial multifuncțional (MAKS). S-a propus includerea unei aeronave de transport An-225 și a unei aeronave orbitale cu un rezervor suplimentar de combustibil în acest sistem. În funcție de configurație, complexul MAKS ar putea livra 7 sau 18 tone de sarcină utilă pe orbită. Au fost luate în considerare atât versiunile automate de marfă, cât și versiunile echipate ale sistemului.
Din cauza problemelor de la începutul anilor '2012, lucrările la proiectul MAKS au fost oprite. Abia în XNUMX au apărut rapoarte despre posibila reluare a lucrărilor și crearea unei versiuni moderne a complexului. În plus, a fost menționată posibilitatea finalizării proiectului existent folosind alte aeronave de transport etc. Din câte știm, în ultima perioadă de timp nu s-au înregistrat progrese deosebite în cadrul proiectului reînnoit MAKS.
Compania privată de rachete și spații Lin Industrial creează în prezent o nouă versiune a unui complex aerospațial promițător, capabil să rezolve diverse probleme științifice și de altă natură. Până acum, aspectul general al sistemului a fost elaborat și au fost determinate principalele caracteristici, caracteristici etc. Cu toate acestea, lucrările nu pot progresa încă din cauza lipsei de finanțare. Timpul va spune dacă compania de dezvoltare va găsi un investitor și dacă va putea aduce acest proiect interesant la implementare practică. Dacă proiectul AKS Vyuga reușește să ajungă cel puțin la testare odată cu lansarea unei etape orbitale în spațiu, va fi un mare succes pentru întreaga industrie spațială internă, atât publică, cât și privată. Cu toate acestea, astfel de succese sunt încă departe: proiectul necesită încă o dezvoltare pe termen lung.
Conform site-urilor:
https://spacelin.ru/
http://tvzvezda.ru/
http://vpk.name/
https://rg.ru/
http://testpilot.ru/
Pagina AKS „Vyuga” de pe site-ul web al dezvoltatorului:
https://spacelin.ru/proekty/aerokosmicheskaya-sistema-vyuga/
Проект авиационно-космической системы (АКС) «Вьюга» был разработан московской компанией «Лин Индастриал», работающей при содействии фонда «Сколково», по требованию неназванного заказчика. Целью проекта была проработка облика многоразовой двухступенчатой системы, предназначенной для вывода на орбиту людей и различных грузов. При этом, по причине ограниченной грузоподъемности системы, в качестве основной задачи рассматривается выполнение различных научных исследований и т.д. Кроме того, не исключается militar применение системы в целях выполнения разведки или в качестве носителя высокоточного arme.
În forma sa propusă, sistemul Vyuga are o serie de avantaje caracteristice. Este asigurată reutilizarea completă a tuturor componentelor sistemului, utilizarea unui avion de transport existent, capacitatea de a lansa încărcături pe orbite într-o gamă largă de înclinații, precum și siguranța mediului. În plus, utilizarea unei aeronave de transport face posibilă lansarea încărcăturilor utile din diferite regiuni ale planetei, inclusiv decolarea de pe teritoriul țării client.
Vedere generală a AKS „Vyuga” înainte de decolare
Proiectul AKS Vyuga presupune utilizarea unui complex format din trei componente principale. Elementul principal care asigură funcționalitatea restului este aeronava de transport cu un set de prindere pentru transportul restului de echipamente. De asemenea, se propune utilizarea primei etape cu motoare rachetă, care este responsabilă pentru accelerarea așa-numitului. stadiul orbital. Acesta din urmă este un dispozitiv capabil să zboare atât în atmosferă, cât și dincolo. Toate elementele complexului Vyuga trebuie să se poată întoarce la bază.
Potrivit organizației de dezvoltare, crearea Vyuga AKS a început cu un studiu al capabilităților disponibile și determinarea parametrilor echipamentului necesar. Astfel, sarcina utilă a complexului a fost determinată la nivelul de 450 kg, transportată la o sarcină joasă aproape de Pământ. Se observă că sateliții tehnologici de tip „Photon” au parametri similari de capacitate de transport. În continuare, ținând cont de calculele pentru diferite elemente ale complexului, a fost determinată gama potențialilor purtători ai sistemului.
S-a decis abandonarea aeronavelor de transport militar An-124 „Ruslan” și An-225 „Mriya” din cauza caracteristicilor de încărcare excesivă. Purtătorul de rachete Tu-160 nu era potrivit din cauza numărului mic de vehicule existente de acest tip. Drept urmare, au fost luate în considerare doar aeronavele M-55X Geophysics, MiG-31 și Il-76. Calcule ulterioare au arătat că Geofizica și MiG-31 nu pot fi folosite ca aeronave de amplificare a sistemului aerospațial. Aceste aeronave au un plafon de serviciu ridicat, dar au o capacitate de încărcare utilă insuficientă. Dacă ar fi fost folosite, sarcina utilă a lui Vyuga nu putea depăși 50-60 kg, ceea ce nu corespundea calculelor inițiale.
Schema de asamblare a complexului
Astfel, singurul transportator adecvat al sistemului a fost avionul de transport militar Il-76. Cu toate acestea, chiar și în acest caz, nu toate caracteristicile de proiectare au făcut posibilă utilizarea echipamentului fără modificări. Calculele au arătat că, pentru a transporta și lansa treapta superioară și etapa orbitală, aeronava trebuie să consolideze structura și să instaleze niște echipamente noi. Astfel de modificări au făcut posibilă realizarea cât mai pe deplin a avantajelor existente sub forma capacității de transport ridicate, precum și compensarea pierderii existente de altitudine în comparație cu alți potențiali transportatori.
Proiectul Vyuga în forma sa actuală prevede modernizarea aeronavei Il-76 folosind câteva unități noi. Se propune montarea unui suport special în partea centrală a compartimentului de marfă al aeronavei, care să redistribuie greutatea sistemelor de rachete către elementele de putere ale aeronavei. Acest produs este o structură ajurata de 12,9 m lungime, 3,3 m lățime și 2,7 m înălțime, cu elemente proeminente în partea superioară care se extind dincolo de fuzelaj. Inițial, s-a propus să se facă ferme din fibră de carbon, dar ulterior designul a fost schimbat din motive de rezistență. Acum produsul ar trebui să fie format din elemente de titan cu un diametru de 85 mm. În acest caz, masa fermei este de 6,2 tone.
După instalarea fermei pe aeronavă, mai multe noduri apar pe suprafața superioară a fuzelajului său pentru andocare cu prima etapă a sistemului de rachete. Cu ajutorul lor, se propune conectarea aeronavei de transport cu alte elemente ale complexului. Monturile trebuie să aibă sisteme de control care să asigure eliberarea sistemelor de rachete la momentul necesar.
Pe baza rezultatelor lucrărilor de proiectare preliminară și a cercetării folosind modelarea computerizată, designerii Lean Industrial au format aspectul general al primei etape a Vyuga AKS. Acest produs ar trebui să fie o aeronavă relativ mare, cu un motor de rachetă, concepută pentru a accelera etapa orbitală după separarea de aeronava de rapel. Astfel de metode de aplicare au dus la necesitatea elaborării unor caracteristici de proiectare. În special, a fost necesar să se dezvolte o aripă și un stabilizator concepute pentru a retrage sistemul de rachete din aeronava de transport după separare.
Proiectarea unei ferme propuse pentru instalare pe un avion de propulsie
Se propune un design destul de simplu al primei etape. Toate unitățile principale ale acestui echipament trebuie să fie montate pe o ferme alungită, care este baza structurii. Pe partea superioară a fermei se propune montarea rezervoarelor pentru combustibil și oxidant, în spatele cărora ar trebui să fie plasat motorul. In acest caz, rezervorul din spate, spre deosebire de cel din fata, trebuie sa aiba o forma mai complexa necesara amplasarii corecte a etapei orbitale. În partea de jos a fermei sunt prevăzute elemente de fixare pentru avioane. Datorită sarcinilor mecanice și termice așteptate, prima etapă trebuie să primească protecție termică de la fuzelajul inferior.
Pentru a zbura în atmosferă imediat după separarea de transportator și în timpul apropierii de aterizare, prima etapă a Vyuga trebuie să folosească un set de avioane diferite. Se propune montarea unei aripi joase în partea centrală a fuzelajului. A fost dezvoltată și o unitate de coadă cu două aripioare cu stabilizatori relativ mici. Se propune montarea trenului de aterizare în interiorul corpului aeronavei, ceea ce este necesar pentru a returna prima etapă pe aerodromul necesar.
Până acum, proiectarea unuia dintre elementele principale ale primei etape, rezervorul de oxidant, a fost format. Acest produs a avut cerințe mari privind rezistența, volumul, etanșeitatea și alți parametri, până la necesitatea producției maxime a lichidului turnat. Ținând cont de aceste cerințe și de caracteristicile oxigenului lichid, s-a determinat proiectarea generală a rezervorului. Suprafața laterală cilindrică a rezervorului ar trebui să fie realizată din fibră de carbon cu un liant epoxidic și, de asemenea, să primească o acoperire internă sub forma unui film PMF-352. Acesta din urmă este necesar pentru a reduce impactul negativ al oxidantului la temperatură joasă asupra pieselor compozite. Se propune ca ramele și fundul lipite în piesa compozită să fie realizate din aliaj aluminiu-magneziu. Pereții etanși, conductele și alte părți necesare trebuie instalate în interiorul rezervorului.
Vedere generală a primei etape
Se propune montarea unui motor rachetă lichid cu o singură cameră cu caracteristicile necesare în secțiunea de coadă a primei etape. O centrală electrică care utilizează kerosen și oxigen lichid ar trebui să prezinte o viteză de curgere a gazului de 3,4 km/s, ceea ce va permite atingerea parametrilor de forță necesari. Viteza de proiectare a primei etape este de aproximativ 4720 m/s.
Cu o lungime totală de 17,45 m, prima etapă a Vyuga AKS ar trebui să aibă o masă uscată de 3,94 tone, o masă totală de lansare de 30,4 tone Mai mult, cea mai mare parte a masei de lansare este combustibil: 7050 kg de combustibil și 19210 kg oxidant.
Se propune atașarea așa-numitului la fuzelajul din spate al primei etape. o etapă orbitală concepută pentru a transporta o sarcină utilă și a o lansa în traiectoria/orbita necesară. Trăsăturile caracteristice ale funcționării unui astfel de echipament au condus la formarea unui tip neobișnuit de etapă. Etapa orbitală Vyuga ar trebui să aibă o formă simplificată a unităților exterioare ale corpului aeronavei, cu o parte superioară ogivală a carenului capului și o secțiune transversală a blocului de coadă aproape de ovală. Partea inferioară cu un strat de protecție împotriva căldurii trebuie să aibă o formă ușor curbată.
În partea superioară a corpului scenei orbitale se propune amplasarea unui compartiment pentru parașute și a unui compartiment pentru echipamente de control, în spatele cărora ar trebui să existe un volum mare pentru a găzdui sarcina utilă. Sub aceste compartimente există locuri pentru montarea rezervoarelor sferice și cilindrice pentru componentele de combustibil. Partea de coadă a carenei este predată motorului. În partea superioară a fuzelajului, pot fi instalate clapete de trapă, destinate montării sarcinii utile în corpul scenei, precum și pentru scoaterea acesteia în timpul efectuării diferitelor lucrări. În special, o astfel de trapă poate fi utilizată pentru a instala panouri solare atunci când se utilizează dispozitivul într-o configurație orbitală.
Descrierea primei etape
În forma sa actuală, proiectul Vyuga presupune construirea unei etape orbitale cu o lungime de 5505 mm, o lățime de 2604 mm și o înălțime de 1,5 m. Masa uscată a etapei orbitale este de 950 kg. Sarcina utila – 450 kg. Împreună cu alimentarea cu combustibil și oxidant, dispozitivul ar trebui să cântărească 4,8 tone. În același timp, kerosenul, conform calculelor, reprezintă 914 kg și oxidant - 2486 kg. Viteza produsului ar trebui să atingă 4183 m/s.
Principiile utilizării sistemului aerospațial Vyuga par destul de simple și permit lansarea sarcinii utile pe traiectoria dorită sau pe o orbită de referință joasă cu costuri minime necesare. În pregătirea misiunii, sarcina utilă necesară trebuie instalată în compartimentul de marfă al etapei orbitale. Acest aparat este apoi plasat pe prima treaptă, iar întregul ansamblu al sistemului este montat pe suporturile aeronavei de propulsie. După umplerea rezervoarelor ambelor etape cu kerosen și oxigen lichid, Vyuga AKS poate începe să funcționeze.
Prima etapă a funcționării sistemului necesită funcționarea corectă a echipajului aeronavei de transport. IL-76 cu elemente Vyuga pe fuselaj trebuie să se ridice la o înălțime de 10 km și, cu cursul necesar, să ajungă în zona de lansare a sistemului de rachete. În continuare, se propune decuplarea, după care prima etapă ar trebui să se îndepărteze de purtător și să pornească motorul lichid de propulsie. Aeronava de transport, la rândul său, are ocazia să se întoarcă pe aerodromul său. Zborul în continuare este efectuat independent pe etape și folosind propriile sisteme de control.
Prima etapă are alimentarea cu combustibil necesară pentru a funcționa motorul timp de 185 s. În acest timp, treapta orbitală este accelerată și se ridică la o înălțime dată. Cu ajutorul primei etape, Vyuga AKS ar trebui să se ridice la o altitudine de 96 km și să plaseze etapa orbitală pe traiectoria necesară. După ce combustibilul este epuizat, treapta orbitală este resetată. Etapa orbitală continuă să se miște pe traiectoria dată, în timp ce prima etapă trebuie să intre în planificare și să se îndrepte spre locul de aterizare. Prin coborâre și încetinire, prima etapă ar trebui în cele din urmă să aterizeze folosind trenul de aterizare existent, folosind metoda „avion”. După aterizare, scena poate suferi întreținerea necesară, ceea ce permite reutilizarea acesteia.
Vedere generală a etapei orbitale
Etapa orbitală după separare trebuie să pornească propriul motor și să intre pe o orbită dată. Cu o sarcină utilă completă, motorul poate funcționa 334 de secunde cu ascensiune pe o orbită de 200 km altitudine. După ce intră pe orbită cu parametrii necesari, sarcina utilă sub formă de echipament științific sau alte echipamente își poate începe lucrul. După finalizarea sarcinilor atribuite, stadiul orbital se poate întoarce pe Pământ.
Pentru deorbitare, se propune utilizarea unui impuls de frânare care transferă stadiul orbital pe traiectoria de aterizare. Cu ajutorul protecției termice și a unei forme aerodinamice a corpului, scena pătrunde fără riscuri în straturile dense ale atmosferei și iese în zona de aterizare. La o altitudine dată, se propune desfășurarea unei parașute, care este responsabilă pentru o aterizare moale a dispozitivului. Aterizarea „ca un avion” nu este asigurată din motive tehnice și operaționale. După aterizare, specialiștii pot începe să lucreze cu sarcina utilă. În plus, este planificată întreținerea etapei orbitale cu pregătirea ulterioară pentru un nou zbor.
Подобный алгоритм использования АКС «Вьюга» предлагается для использования в научных целях. Кроме того, рассматривается возможность применения такой техники в интересах armat сил. В таком случае авиационно-космическая система вместо орбитальной ступени может получать боевое оснащение с требуемыми характеристиками. Тем не менее, точные параметры такой версии комплекса еще не определены. На данный момент лишь рассматривается возможность создания боевой версии «Вьюги» и определяются возможные сферы его применения.
Versiunea de luptă a AKS „Vyuga” poate fi un purtător al unui sistem de lovitură sau un mijloc de interceptare a navelor spațiale inamice. În acest ultim caz, se poate obține o eficiență ridicată de luptă, asigurată de capacitatea de a lansa pur și simplu echipamente de luptă pe orbite cu diverși parametri. Cu toate acestea, implementarea unor astfel de idei poate fi asociată cu unele dificultăți. În primul rând, dificultățile trebuie asociate cu limitări ale masei sarcinii utile. Chiar și o înlocuire completă a etapei orbitale cu un sistem special de luptă nu va face posibilă crearea unui produs care cântărește mai mult de câteva tone.
Etapă orbitală, vedere de jos, partea de jos nu este afișată. Alb este coca, albastru este rezervorul de combustibil, roșu este motorul, portocaliu este compartimentul pentru parașute, gri este compartimentul pentru sarcină utilă
Arhitectura propusă a sistemului aerospațial ne permite obținerea unor avantaje față de alte complexe cu scopuri similare. Principalele avantaje ale proiectului Vyuga, care poate oferi un efect economic pozitiv semnificativ, sunt utilizarea unei aeronave de transport existent (cu toate acestea, care are nevoie de îmbunătățiri semnificative), precum și etapele de rachetă returnabile. Posibilitatea reutilizarii primelor etape și orbitale impune cerințe specifice asupra designului lor, în primul rând asupra caracteristicilor motoarelor, dar poate duce la o reducere vizibilă a costului lansărilor individuale.
Al doilea avantaj caracteristic al proiectului este lipsa „legăturii” cu porturile spațiale existente. Locul de lansare pentru Vyuga AKS poate fi de fapt orice aerodrom capabil să primească aeronave de transport Il-76 și să aibă un anumit set de echipamente pentru lucrul cu sisteme de rachete. Datorită acestui fapt, sarcina utilă poate fi lansată pe orbită de aproape oriunde de pe planetă. Ca urmare, este posibil să se asigure o lansare relativ simplă a sarcinii utile pe orbită cu înclinația necesară.
Conform datelor disponibile, în prezent proiectul sistemului aerospațial Vyuga de la compania Lin Industrial rămâne în stadiul de dezvoltare preliminară. Caracteristicile generale ale proiectului au fost definite, dar documentația tehnică nu a fost încă elaborată. Există informații conform cărora versiunea preliminară a proiectului Vyuga nu a primit aprobarea clientului care a inițiat dezvoltarea sa și, ca urmare, a rămas fără finanțare. Potrivit estimărilor dezvoltatorului, este necesară o finanțare în valoare de 3,2 milioane de ruble pentru realizarea primei etape a lucrărilor de cercetare. Lucrările ulterioare vor necesita noi investiții. În același timp, estimările privind timpul și costurile financiare necesare pentru finalizarea proiectului nu au fost încă clarificate.
Trebuie remarcat faptul că proiectul AKS Vyuga nu este prima astfel de dezvoltare internă din clasa sa. Lucrările în această direcție în țara noastră au început încă din anii șaizeci ai secolului trecut și au fost realizate de mai multe organizații conduse de OKB-155. Scopul proiectului Spiral a fost de a crea un complex capabil să utilizeze o aeronavă hipersonică, o treaptă superioară etc. aeronave orbitale pentru a lansa o sarcină utilă pe orbită. Complexul Spiral finit ar putea fi folosit în diverse scopuri, în primul rând militare.
Schema de utilizare a sistemului aerospațial „Vyuga”
De la sfârșitul anilor șaizeci până la mijlocul anilor șaptezeci, mai multe prototipuri de tehnologie promițătoare au fost construite și utilizate în diferite teste. În special, vehiculele din seria BOR au efectuat mai multe zboruri suborbitale și orbitale. Aeronava MiG-105.11 a fost folosită pentru testarea atmosferică. După finalizarea testelor, lucrările la proiectul Spiral au fost oprite. Clientul a considerat noul proiect Energia-Buran mai promițător. Unele prototipuri construite ca parte a programului Spiral au devenit ulterior exponate de muzeu.
De la începutul anilor optzeci, NPO Molniya a dezvoltat proiectul Sistemului aerospațial multifuncțional (MAKS). S-a propus includerea unei aeronave de transport An-225 și a unei aeronave orbitale cu un rezervor suplimentar de combustibil în acest sistem. În funcție de configurație, complexul MAKS ar putea livra 7 sau 18 tone de sarcină utilă pe orbită. Au fost luate în considerare atât versiunile automate de marfă, cât și versiunile echipate ale sistemului.
Din cauza problemelor de la începutul anilor '2012, lucrările la proiectul MAKS au fost oprite. Abia în XNUMX au apărut rapoarte despre posibila reluare a lucrărilor și crearea unei versiuni moderne a complexului. În plus, a fost menționată posibilitatea finalizării proiectului existent folosind alte aeronave de transport etc. Din câte știm, în ultima perioadă de timp nu s-au înregistrat progrese deosebite în cadrul proiectului reînnoit MAKS.
Compania privată de rachete și spații Lin Industrial creează în prezent o nouă versiune a unui complex aerospațial promițător, capabil să rezolve diverse probleme științifice și de altă natură. Până acum, aspectul general al sistemului a fost elaborat și au fost determinate principalele caracteristici, caracteristici etc. Cu toate acestea, lucrările nu pot progresa încă din cauza lipsei de finanțare. Timpul va spune dacă compania de dezvoltare va găsi un investitor și dacă va putea aduce acest proiect interesant la implementare practică. Dacă proiectul AKS Vyuga reușește să ajungă cel puțin la testare odată cu lansarea unei etape orbitale în spațiu, va fi un mare succes pentru întreaga industrie spațială internă, atât publică, cât și privată. Cu toate acestea, astfel de succese sunt încă departe: proiectul necesită încă o dezvoltare pe termen lung.
Conform site-urilor:
https://spacelin.ru/
http://tvzvezda.ru/
http://vpk.name/
https://rg.ru/
http://testpilot.ru/
Pagina AKS „Vyuga” de pe site-ul web al dezvoltatorului:
https://spacelin.ru/proekty/aerokosmicheskaya-sistema-vyuga/
informații