АНАЛИЗ  РАЗВИТИЯ  МНОГОРАЗОВЫХ  ВОЗДУШНО-КОСМИЧЕСКИХ  СИСТЕМ

Хлопков  Юрий  Иванович

д-р  физ.-мат.  наук,  профессор  МФТИ,  г.  Жуковский

Email:  khlopkov@falt.ru

Зея  Мьо  Мьинт

канд.  физ.-мат.  наук,  докторант  МФТИ,  г.  Жуковский

Email:  zayyarmyomyint@gmail.com

Хлопков  Антон  Юрьевич

аспирант  МФТИ,  г.  Жуковский

Email:  khlopkov@falt.ru

Чжо  Зин

аспирант  МФТИ,  г.  Жуковский

Email:  kyawzin.mipt@gmail.com

Поляков  Михаил  Сергеевич

инженер-конструктор  Филиала  ОАО  «Компания  «Сухой»  ОКБ  «Сухого»  г.  Москва

Email:  m.polyakov008@gmail.com

Работа  выполнена  при  поддержке  РФФИ  (Грант  №  11-07-00300-а).

Аэрокосмическая  система  является  основными  показателями  международного  могущества  любой  страны,  гарантом  безопасности  и  эталоном  научно-технического  развития.  Теоретические  исследования  гиперзвуковых  течений  связанных  с  созданием  воздушно  космических  летательных  аппаратов  многоразового  использования  для  доставки  людей  и  грузов  на  околоземные  орбиты  в  СССР  начались  в  50-ых  годах  прошлого  века.  Главным  образом  они  были  сосредоточены  в  созданном  в  это  же  время  научно-исследовательском  отделении  №  8  ЦАГИ  под  руководством  профессора  Владимира  Сычева.  Практические  работы  по  созданию  воздушно-космической  системы  (ВКС)  было  поручено  ОКБ  Артема  Микояна  в  1965  г.  Годом  раньше  ЦНИИ  30  ВВС  разработала  оригинальную  концепцию  создания  ВКС,  которая  рационально  интегрировала  в  себе  идеи  самолета,  ракетоплана  и  космического  объекта.  Проект  получил  название  «Спираль»  и  представлял  собой  сложный  комплекс.  Мощный  гиперзвуковой  воздушный  корабль-разгонщик  (вес  52  т,  длина  38  м,  размах  16,5  м),  который  должен  был  разгоняться  до  шестикратной  скорости  звука  (М  =  6),  затем  с  его  спины  на  высоте  28—30  км  должен  был  стартовать  10-тонный  пилотируемый  орбитальный  самолёт  (ОС)  длиной  8  м  и  размахом  7,4  м.  Руководителем  проекта  «Спираль»  был  назначен  Глеб  Лозино-Лозинский.

Проект  «Спираль»  (рис.  1),  начатый  в  1960-х  гг.  был  ответом  на  программу  создания  США  космического  перехватчика-разведчика-бомбардировщика  X-20  «Dyna  Soar»  (рис.  2).  Не  такого  масштабного  и,  как  показала,  реализация  проектов  не  такого  успешного  как  «Спираль».  Хотя  в  конце  концов  оба  проекта  были  свернуты,  хотя  и  на  разных  стадиях  разработки.

Рисунок  1.  Проект  России  «Спираль»

Рисунок  2.  Проект  USA  «Dyna  Soar»

Но  работа  над  этими  проектами  не  пропала  даром.  Результаты  исследований  широко  использовались  при  создании  многоразовых  воздушно-космических  систем  «Энергия-Буран»  в  СССР  и  «Спейс  Шаттл»  в  США.  Однако  высокая  стоимость  доставки  грузов  на  орбиту  и  страшные  катастрофы  челноков  “Challenger”  и  “Columbia”  привели  к  закрытию  этих  программ.  С  середины  80-х  годов  разработкой  проектов  воздушно-космического  самолета  помимо  США  и  СССР  занимаются  во  многих  развитых  странах.  Например,  в  Англии  “HOTOL”,  Германии  “Sanger”,  Франции  “Hermes”,  Японии  «Hope»,  Китая  «Шэньлун»,  Украина  «Сура»,  Индии  “AVATAR”.  Ни  один  из  этих  проектов  так  до  сих  пор  не  реализован. 

Многоразовая  космическая  система  обладает  неоспоримыми  преимуществами  перед  существующими  ракетами-носителями:  более  низкая  стоимость  выведения  полезных  грузов  на  орбиту  (~  1000  $/кг)  по  сравнению  с  одноразовыми  ракетами-носителями  (~  12000—15000  $/кг)  и  многоразовыми  средствами  выведения  первого  поколения  («Буран»,  СССР  и  “Space  Shuttle”,  США);  возможность  запуска  в  любом  направлении  и  т.  д.

В  США  были  разработаны  и  реализованы  программы  исследования  и  испытания  экспериментальных  самолетов  по  программе  создания  системы  многоразового  использования  [3].  С  1997  главной  задачей  национального  управления  по  воздухоплаванию  и  исследованию  космического  пространства  США  “NASA”  является  разработка  НИОКР,  существенно  сокращающих  затраты  на  выведение  полезных  нагрузок  в  космос.  По  программе  создания  перспективного  транспортного  космического  самолета  «X-33»  корпорация  “Lockheed  Martin”  предложила  проект  аппарата  вертикального  взлета  и  горизонтальной  посадки  “Venture  Star”.  Низкая  удельная  стоимость  выведения  грузов,  равная  2200  дол./кг.  И  следующая  программа  Future-X  “Pathfinder”  предусматривает  проведение  проектно-конструкторских  разработок  перспективных  транспортных  космических  систем  со  снижение  затрат  на  выведение  грузов  в  космос  до  888  дол./кг  [4].

С  2000  года  Россия  разрабатывает  новый  космический  корабль  «Клипер»  (рис.  3)  с  многоразовой  кабиной  для  доставки  экипажа  и  грузов  на  околоземную  орбиту  и  орбитальную  станцию.  Ожидаемый  срок  первых  полетов  —  2015  г.  В  США  разрабатывает  новый  корабль  “Orion”  (рис.  4)  для  доставки  экипажа  и  грузов  на  околоземную  орбиту  и  обратно.  Планированный  первый  пилотируемый  полет  2014  год,  первый  полет  к  Луне  —  2020  год  [1,  2].

Учеными  и  мыслителями  высказывались  более  глобальные  идеи  создания  постоянных  поселений  людей  в  космосе.  Однако  реализация  таких  задач  дело  не  ближайшего  будущего.

Рисунок  3.  Космический  аппарат  «Клипер»

Рисунок  4.  Космический  корабль  «Orion»

Список  литературы:

1.Зея  Мьо  Мьинт  Тенденции  развития  многоразовых  космических  транспортных  систем  //  Труды  55-й  научной  конференции  МФТИ  «Современные  проблемы  фундаментальных  и  прикладных  наук».  2012.  с.  32—33.

2.Зея  Мьо  Мьинт  Тенденции  развития  многоразовых  космических  транспортных  систем  //  Всероссийская  научно-техническая  конференция  «Новые  материалы  и  технологии  —  НМТ-2012».  2012.  с.  189—190.

3.Сурнин  В.А.  Некоторые  проблемы  развития  воздушно-космических  транспортных  систем  многократного  использования  //  Из  истории  авиации  и  косманавтики.  —  1990.  Вып.  61.  —  с.  39—60.

4.Heppenheimer  T.A.  Facing  the  heat  barrier:  A  history  of  hypersonic.  —  NASA  History  Series.  —  2006.  —  329  p.