Vuelo (refuerzo)

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"Flight" es un prometedor vehículo de lanzamiento de clase ligera de dos etapas con una capacidad de carga útil de hasta 4 toneladas, diseñado para ser lanzado desde el portaaviones An-124VS "Ruslan" (abreviado de Air Start ) [1] [2] [3] [4 ] . El componente principal del proyecto ARKCR es Air Launch . Se ha desarrollado desde mediados de la década de 1990 en el GRC im. Makeev . En el caso de una prueba exitosa y el inicio de la operación, en el futuro puede convertirse en uno de los mejores misiles del mundo en términos de relación entre la masa de lanzamiento y la carga útil de salida.

Historia

La idea del lanzamiento aéreo apareció con el comienzo de la era espacial. En Rusia, el desarrollo de sistemas aeroespaciales se inició en 1965 por Gleb Lozino-Lozinsky [3] . Las ventajas de tal lanzamiento eran obvias desde los conceptos más elementales de la tecnología espacial de cohetes. Por ejemplo, según el ciclograma de vuelo estándar de un vehículo de lanzamiento de clase pesada del tipo Proton-M , la separación de la primera etapa se produce a una altitud de 42 km. La masa de la primera etapa en estado lleno es de 460 toneladas, es decir, aproximadamente 2/3 de la masa de lanzamiento [5] . Esto significa que, dada la hipotética posibilidad de un lanzamiento desde una altura de 42 km, con la misma velocidad inicial y dirigida de manera similar que la del vehículo de lanzamiento Proton-M al final de la operación de los motores de la 1ª etapa, es suficiente con lanzar la misma carga útil en la misma órbita, habrá etapas "restantes" con una masa total de 250 toneladas en un estado lleno. La relación entre la carga útil y la masa de lanzamiento del cohete en este caso aumentará en los mismos 2/3.

Otra ventaja de un lanzamiento "alto" es la presión atmosférica más baja a grandes altitudes en comparación con la presión sobre el suelo. En este caso, se reduce la resistencia del aire del cohete en movimiento, lo que permite reducir el consumo de combustible para alcanzar la misma velocidad.

La tercera ventaja más importante del lanzamiento desde un avión de transporte es una alta velocidad inicial de 600 a 800 km/h [1] , que es bastante alcanzable con una carga completa de los principales tipos de aviones de transporte militar pesado modernos. Dichos indicadores significan que ya en el lanzamiento, el cohete tendrá una velocidad inicial de aproximadamente el 3% de la primera velocidad espacial , además, dirigida tangencialmente a la superficie terrestre, lo que facilita el "giro" de la carga útil alrededor de la Tierra. .

Historia del vehículo de lanzamiento Poljot

En la década de 1990, el Centro de Investigación Estatal Makeev , que anteriormente se especializaba en el desarrollo de misiles balísticos para submarinos (SLBM), se encontró en una situación difícil junto con otras empresas de la industria de defensa rusa . La situación también se complicó por el hecho de que el propio centro estaba ubicado a una gran distancia de la capital , lo que dificultaba la obtención de lucrativos contratos de defensa. El desarrollo del nuevo Bulava SLBM se confió al Instituto de Ingeniería Térmica de Moscú. Sin un tema "nativo", la compañía comenzó a hacer esfuerzos para crear muestras inusuales prometedoras de tecnología de cohetes con un rendimiento potencialmente alto. Algunos de ellos, según fuentes abiertas, permanecen sin avances significativos en 2013 (por ejemplo, el vehículo de lanzamiento espacial Rossiyanka con una primera etapa reutilizable), algunos se están preparando para la prueba con buenas perspectivas de adopción (el único misil en el mundo para servicio de combate de fondo estacionario encubierto , Skif [6] , posiblemente un misil balístico intercontinental para minas pesadas prometedor [7] ). Entre las muchas ideas expresadas en la Oficina de Diseño. Makeev, surgió la idea de un lanzamiento aéreo del cohete portador Polet en el marco del proyecto Air Launch desde el costado de un avión de transporte pesado (CH) del tipo An-124VS Ruslan.

Construcción

Concepto de diseño A partir de 2013, el proyecto ARKKN "Lanzamiento aéreo" se ve así: [1] [2] [3] [4] LV Flight consta de 2 etapas, con un peso total de lanzamiento en estado lleno de 100 toneladas y un masa máxima del vehículo de lanzamiento en 3.5-4 toneladas. La primera etapa utiliza el motor de cohete sustentador NK-43 , que es una modificación a gran altitud del conocido motor NK-33 , diseñado para el cohete lunar N1 . El queroseno se usa como combustible en esta familia, el oxígeno líquido se usa como oxidante. Como motor de la segunda etapa se supone utilizar el LRE 11D58M [1] o RD-0124 [3] , utilizado en etapas superiores de oxígeno-queroseno del tipo DM RKK Energia o la tercera etapa del lanzamiento Soyuz 2.1b vehículo del Samara TsSKB-Progress, respectivamente.
Concepto de lanzamiento Se supone que la preparación para el lanzamiento se llevará a cabo en el MIK de tierra, y el control y apoyo del lanzamiento se realizará desde puestos de mando especiales, algunos de los cuales pueden estar ubicados a bordo de la aeronave de escolta o del propio SN. Se supone que el lanzamiento del misil se lleva a cabo utilizando un lanzamiento de mortero desde un contenedor de transporte y lanzamiento ubicado en el compartimiento de carga del AN-124VS. El lanzamiento de mortero se usa porque una salida demasiado lenta puede provocar que el misil se enganche en los elementos de la estructura SN, así como impactos en el casco y la aparición de cargas de flexión en la parte trasera del fuselaje. Según los cálculos de los ingenieros, tal desarrollo de eventos conduce a la muerte de la tripulación con una probabilidad cercana a uno. Después de la separación de la aeronave, la velocidad del vehículo de lanzamiento es amortiguada artificialmente por un paracaídas a un valor de 20 m / s menos que el de un portaaviones, de modo que el "puerto espacial volador" pueda moverse a una distancia segura. Los dispositivos del sistema de desaceleración también deben poner el cohete en posición vertical antes de arrancar los motores. En el caso de operación regular, las etapas del cohete llevan a cabo la salida de la carga útil a una órbita de referencia baja de acuerdo con el ciclograma de vuelo precargado en el sistema de control a bordo.
Aeródromos de base En septiembre de 2007, se firmó un acuerdo entre Rusia e Indonesia sobre el uso del aeródromo de la isla de Biak como aeródromo de base para lanzamientos desde la región ecuatorial [4] . Las características de rendimiento de los aviones de tipo Ruslan también permiten vuelos a distancias de hasta varios miles de kilómetros con una carga útil igual a la masa del contenedor de lanzamiento y el cohete alimentado. Si el desarrollador logra resolver los problemas con la evaporación de los componentes criogénicos del oxidante y mantiene el cohete listo para el lanzamiento durante varias horas, será posible realizar vuelos a casi cualquier punto de lanzamiento en el mundo desde aeródromos en Rusia.
Economía de lanzamiento Según cálculos de 2000-2007, el costo de lanzar un kilogramo de carga a LEO debería estar en el rango de 2.5 [2] a 10 mil dólares, dependiendo del tamaño de la serie, es decir, del número de lanzamientos Se necesitan entre 10 y 12 lanzamientos por año para alcanzar el extremo inferior del rango. A modo de comparación, el costo de lanzar un Proton-M para clientes extranjeros es de unos 100 millones de dólares. Esto es alrededor de 4,5 mil por 1 kg cuando se lanza a un LEO de 200 km. Pero el Proton se usa principalmente para lanzarse a órbitas de geotransferencia y geoestacionarias . No tiene sentido considerar a RN Polet en este contexto como un competidor de los vehículos de lanzamiento pesados. Las órbitas principales para los lanzamientos de Air Launch se encuentran por debajo de las geoestacionarias.

Evaluación de proyectos

Perspectivas del vehículo de lanzamiento Polet A pesar de la alta demanda en el mercado y las amplias oportunidades que se abren, el proyecto, aparentemente, no tiene perspectivas de ser implementado en los próximos 10 años (para 2013). La razón principal son los problemas con la adaptación de la aeronave de transporte y la garantía de la seguridad de la tripulación de la aeronave en el lanzamiento. Hoy en día, solo se operan en el mundo 4 aviones de tamaño comparable al An-124. Además de Ruslan, estos son Boeing-747 , S-5 Galaxy y A-380 . Podemos decir con seguridad que el An-124 es uno de los aviones más singulares y técnicamente complejos del mundo. Pero esto significa que toda la industria de la aviación mundial aún no ha podido resolver completamente estructuras tan complejas. Después del colapso de la URSS , Antonov Design Bureau permaneció en Ucrania . Se han roto muchos lazos de producción y "diseño", se ha cerrado la producción del An-124, Rusia y Ucrania viven bajo diferentes leyes legales, persiguen diferentes objetivos geopolíticos. Toda la complejidad de la situación se evidencia por el hecho de que aún no se ha establecido la producción conjunta del An-70 , un avión mucho más joven y necesario para las fuerzas armadas rusas . Además, Rusia sigue una política activa de transferir todas las industrias de defensa a su territorio, incluido el reinicio de industrias nuevas y antiguas y la creación de organizaciones de desarrollo matriz para ellas. Los ejemplos incluyen la creación de la familia de vehículos de lanzamiento Angara (incluso para reemplazar los ahora vehículos de lanzamiento ucranianos Cyclone y Zenit ), la apertura de la producción de motores VK-2500 para helicópteros (para reemplazar el TVZ-117 ) y la transferencia del Il -76 la producción se detuvo en Tashkent a Ulyanovsk debido a una modernización relativamente pequeña (el llamado producto 476). En una situación en la que Rusia y Ucrania son competidores geopolíticos, el uso del An-124 en el proyecto nacional insignia amenaza con graves pérdidas de reputación. Es difícil imaginar a Estados Unidos llevando a sus astronautas a la luna en un cohete francés, aunque fueran aliados de la OTAN. Como confirmación, se puede citar la cancelación del pedido para adoptar los vehículos blindados italianos Lynx [8] , producidos en Rusia bajo licencia, y el aplazamiento de la adquisición del segundo par de Mistrals [9] por tiempo indefinido , la producción de los cuales también tuvo que ser localizado en 60 y 80(!) por ciento con la transferencia de tecnologías clave(!). También es necesario mencionar el lanzamiento marítimo conjunto ruso-ucraniano , un proyecto único de un cosmódromo ecuatorial flotante que ya se ha implementado en muchos aspectos, que no tiene análogos técnicos cercanos en 2013, pero está constantemente al borde de la bancarrota. A pesar de una historia y características sólidas, ni siquiera puede anotar 4-6 lanzamientos por año para una rentabilidad mínima [10] . Según fuentes abiertas, en 2013, Makeev Design Bureau estaba en la etapa de implementación activa de al menos 2 proyectos: el único Skif de misiles estacionario montado en la parte inferior del mundo y un misil balístico intercontinental pesado para reemplazar el R-36M Voevoda . Esto, teniendo en cuenta la crisis de la década de 1990, muy probablemente reducirá el número de especialistas altamente calificados que trabajan en Polyot [11] . Debido al hecho de que Rusia hoy no tiene un avión nacional similar en capacidad de carga a Ruslan, las perspectivas para la implementación del proyecto Air Launch from LV Flight en su forma actual hasta 2025 parecen poco probables.
Perspectivas de análogos cercanos del vehículo de lanzamiento Poljot En el avión de transporte ruso Il-476, que tiene la carga útil más alta hasta la fecha, la masa de la carga útil es de 60-65 toneladas, por lo que no es posible colocar un vehículo de lanzamiento de 100 toneladas y un contenedor de transporte y lanzamiento para ello dentro del compartimiento de carga. De los aviones disponibles, solo el Tu-160 tiene la capacidad de llevar a bordo del PN alrededor de 100 toneladas, pero debido al espacio interno limitado, deberá abandonar el lanzamiento de mortero y colgar el cohete en una eslinga externa. Esto requerirá un cambio de diseño importante. Tu-160 es un avión supersónico, es recomendable lanzarlo a una velocidad máxima de más de 2M (velocidades del sonido) para mejorar el rendimiento energético. La alta velocidad proporciona un tiempo de respuesta más corto del sistema de control a situaciones anormales de desviación de la trayectoria de vuelo y. etc. Quizás los cambios serán tan grandes que en este caso el cohete recibirá un nombre diferente.
Valoración general A pesar de que el proyecto Air Launch, así como en general los proyectos de lanzamiento de naves espaciales desde aviones portaaviones pesados, son muy atractivos desde el punto de vista económico, la cuestión técnica no se ha desarrollado del todo y requiere una financiación considerable para completar la desarrollo. Serias dificultades tecnológicas son causadas por la seguridad de la tripulación del avión de transporte. Antes de esto, la muerte de personas en caso de accidentes durante el lanzamiento de un dispositivo automático era un accidente raro. En este caso, el riesgo se convierte en la norma. Los intentos de crear un UAV basado en un avión de transporte pesado están asociados con grandes costos financieros y dificultades tecnológicas. La ausencia de un socio ruso en el SRC, creador de un avión nacional de transporte pesado con una capacidad de carga de 150 toneladas, y la falta de entendimiento mutuo con Ucrania en proyectos mucho más importantes para Rusia, pospone el posible inicio de operaciones. del vehículo de lanzamiento Poljot por un período posterior a 2025.

Notas