Проект авиационно-космической системы «Вьюга»
В последние годы особый интерес специалистов и широкой общественности привлекают разработки частных компаний, работающих в аэрокосмической отрасли. Ряд зарубежных организаций подобного рода уже представил несколько различных разработок разных классов с отличающимися характеристиками. Подобные организации работают и в нашей стране. К настоящему времени представлены некоторые новые разработки в этой области. Так, фирмой «Лин Индастриал» был представлен проект авиационно-космической системы «Вьюга».
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 военное применение системы в целях выполнения разведки или в качестве носителя высокоточного оружия.
В предложенном виде система «Вьюга» имеет ряд характерных преимуществ. Обеспечивается полная многоразовость всех компонентов системы, использование существующего самолета-носителя, возможность вывода нагрузки на орбиты в широком диапазоне наклонений, а также экологическая безопасность. Кроме того, использование самолета-носителя позволяет выполнять запуски полезной нагрузки из различных районов планеты, в том числе с взлетом с территории страны-заказчика.
В хвостовой части первой ступени предлагается монтировать однокамерный жидкостный ракетный двигатель с требуемыми характеристиками. Силовая установка, использующая керосин и жидкий кислород, должна показывать скорость истечения газов на уровне 3,4 км/с, что позволит достичь требуемых параметров тяги. Расчетная скорость первой ступени – порядка 4720 м/с.
При общей длине 17,45 м первая ступень АКС «Вьюга» должна иметь сухую массу 3,94 т, полную стартовую – 30,4 т. При этом большая часть стартовой массы приходится на топливо: 7050 кг горючего и 19210 кг окислителя.
К хвостовой части фюзеляжа первой ступени предлагается крепить т.н. орбитальную ступень, предназначенную для транспортировки полезной нагрузки и ее вывода на требуемую траекторию/орбиту. Характерные особенности эксплуатации такой техники привели к формированию необычного вида ступени. Орбитальная ступень «Вьюги» должна иметь обтекаемую форму внешних агрегатов планера с оживальной верхней частью головного обтекателя и сечением хвостового блока, близким к овальному. Днище с теплозащитным покрытием должно иметь незначительно выгнутую форму.
В верхней части корпуса орбитальной ступени предлагается размещать парашютный отсек, отсек аппаратуры управления, позади которых должен находиться крупный объем для размещения полезной нагрузки. Под этими отсеками предусматриваются места для монтажа сферических и цилиндрических баков для компонентов топлива. Хвостовая часть корпуса отдана под двигатель. В верхней части фюзеляжа могут устанавливаться створки люка, предназначенного для монтажа полезной нагрузки в корпусе ступени, а также для ее выведения наружу при выполнении различных работ. В частности, такой люк может использоваться для разворачивания солнечных батарей при использовании аппарата в орбитальной конфигурации.
Орбитальная ступень после отделения должна включать собственный двигатель и выполнять выход на заданную орбиту. При полной полезной нагрузке имеется возможность работы двигателя в течение 334 секунд с подъемом на орбиту высотой 200 км. После выхода на орбиту с необходимыми параметрами полезная нагрузка в виде научного оборудования или иной аппаратуры может начинать свою работу. Выполнив поставленные задачи, орбитальная ступень может возвращаться на Землю.
Для схода с орбиты предлагается использовать тормозной импульс, переводящий орбитальную ступень на посадочную траекторию. При помощи теплозащиты и обтекаемой формы корпуса ступень без рисков входит в плотные слои атмосферы и выходит в район посадки. На заданной высоте предлагается раскрывать парашют, отвечающий за мягкую посадку аппарата. Приземление «по-самолетному» не предусматривается по техническим и эксплуатационным причинам. После посадки специалисты могут начать работу с полезной нагрузкой. Кроме того, планируется осуществлять обслуживание орбитальной ступени с последующей подготовкой к новому вылету.
Подобный алгоритм использования АКС «Вьюга» предлагается для использования в научных целях. Кроме того, рассматривается возможность применения такой техники в интересах вооруженных 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.
Боевой вариант АКС «Вьюга» может быть носителем ударной системы либо средств перехвата космических аппаратов противника. В последнем случае может быть получена высокая эффективность боевой работы, обеспеченная возможностью достаточно простого вывода боевого оснащения на орбиты с различными параметрами. Тем не менее, реализация подобных идей может быть связана с некоторыми затруднениями. Прежде всего, трудности должны быть связаны с ограничениями по массе полезной нагрузки. Даже полная замена орбитальной ступени специальной боевой системой не позволит создать изделие весом более нескольких тонн.
Орбитальная ступень, вид снизу, днище не показано. Белым отмечен корпус, синим - топливные баки, красным - двигатель, оранжевым - парашютный отсек, серым - отсек полезной нагрузки
Предложенная архитектура авиационно-космической системы позволяет получить некоторые преимущества перед другими комплексами аналогичного назначения. Главными плюсами проекта «Вьюга», способными дать значительный положительный экономический эффект, являются использование существующего самолета-носителя (тем не менее, нуждающегося в заметных доработках), а также возвращаемых ракетных ступеней. Возможность многократного использования первой и орбитальной ступеней предъявляет специфические требования к их конструкции, в первую очередь к характеристикам двигателей, однако может привести к заметному снижению стоимости отдельных запусков.
Вторым характерным плюсом проекта является отсутствие «привязки» к существующим космодромам. Стартовой площадкой для АКС «Вьюга» фактически может стать любой аэродром, способный принимать транспортные самолеты Ил-76 и имеющий некоторый набор оборудования для работы с ракетными системами. Благодаря этому вывод полезной нагрузки на орбиту может осуществляться почти из любой точки планеты. Как следствие, обеспечивается сравнительно простой вывод полезной нагрузки на орбиту с требуемым наклонением.
По имеющимся данным, в настоящее время проект авиационно-космической системы «Вьюга» от компании «Лин Индастриал» остается на стадии предварительных проработок. Определены общие особенности проекта, однако техническая документация пока не разрабатывалась. Имеются сведения, согласно которым предварительный вариант проекта «Вьюга» не получил одобрения заказчика, инициировавшего его разработку, и, как следствие, остался без финансирования. По оценкам разработчика, на проведение первого этапа научно-исследовательской работы требуется финансирование в размере 3,2 млн рублей. Для выполнения дальнейших работ понадобятся новые инвестиции. При этом оценки времени и финансовых затрат, необходимых на завершение проекта, пока не уточняются.
Следует отметить, проект АКС «Вьюга» не является первой подобной отечественной разработкой своего класса. Работы в этом направлении в нашей стране стартовали еще в шестидесятых годах прошлого века и велись несколькими организациями во главе с ОКБ-155. Целью проекта «Спираль» было создание комплекса, способного при помощи гиперзвукового самолета-разгонщика, разгонного блока и т.н. орбитального самолета выводить на орбиту полезную нагрузку. Готовый комплекс «Спираль» мог использоваться в различных целях, в первую очередь в военных.
Схема использования авиационно-космической системы "Вьюга"
С конца шестидесятых и до середины семидесятых годов было построено несколько прототипов перспективной техники, использовавшихся в различных испытаниях. В частности, аппараты серии БОР совершили несколько суборбитальных и орбитальных полетов. Для испытаний в атмосфере использовался самолет МиГ-105.11. После завершения испытаний работы по проекту «Спираль» были прекращены. Заказчик посчитал более перспективным новый проект «Энергия-Буран». Некоторые прототипы, построенные в рамках программы «Спираль», в дальнейшем стали музейными экспонатами.
С начала восьмидесятых в НПО «Молния» велась разработка проекта «Многоцелевой авиационно-космический системы» (МАКС). В состав этой системы предлагалось включить самолет-носитель Ан-225 и орбитальный самолет с дополнительным топливным баком. В зависимости от конфигурации, комплекс МАКС мог бы доставлять на орбиту 7 или 18 т полезной нагрузки. Рассматривались как автоматический грузовой, так и пилотируемый варианты системы.
В связи с проблемами начала девяностых годов работы по проекту МАКС были прекращены. Только в 2012 году появились сообщения о возможном возобновлении работ и создании современной версии комплекса. Кроме того, упоминалась возможность доработки существующего проекта с использованием иных самолетов-носителей и т.д. Насколько известно, за прошедшее время особые успехи в ходе возобновленного проекта МАКС достигнуты не были.
Силами частной ракетно-космической компании «Лин Индастриал» в настоящее время создается новый вариант перспективного авиационно-космического комплекса, способного решать различные задачи научного и иного характера. К настоящему времени был проработан общий облик системы и определены основные ее особенности, характеристики и т.д. Тем не менее, работы пока не могут продвинуться дальше по причине недостатка финансирования. Найдет ли компания-разработчик инвестора и сможет ли довести интересный проект до практической реализации – покажет время. Если проекту АКС «Вьюга» удастся дойти хотя бы до испытаний с выводом орбитальной ступени в космос, это будет большим успехом для всей отечественной космической отрасли, как государственной, так и частной. Однако до таких успехов пока далеко: проект все еще нуждается в длительном продолжении разработки.
По материалам сайтов:
https://spacelin.ru/
http://tvzvezda.ru/
http://vpk.name/
https://rg.ru/
http://testpilot.ru/
Страница АКС «Вьюга» на сайте разработчика:
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 военное применение системы в целях выполнения разведки или в качестве носителя высокоточного оружия.
В предложенном виде система «Вьюга» имеет ряд характерных преимуществ. Обеспечивается полная многоразовость всех компонентов системы, использование существующего самолета-носителя, возможность вывода нагрузки на орбиты в широком диапазоне наклонений, а также экологическая безопасность. Кроме того, использование самолета-носителя позволяет выполнять запуски полезной нагрузки из различных районов планеты, в том числе с взлетом с территории страны-заказчика.
В хвостовой части первой ступени предлагается монтировать однокамерный жидкостный ракетный двигатель с требуемыми характеристиками. Силовая установка, использующая керосин и жидкий кислород, должна показывать скорость истечения газов на уровне 3,4 км/с, что позволит достичь требуемых параметров тяги. Расчетная скорость первой ступени – порядка 4720 м/с.
При общей длине 17,45 м первая ступень АКС «Вьюга» должна иметь сухую массу 3,94 т, полную стартовую – 30,4 т. При этом большая часть стартовой массы приходится на топливо: 7050 кг горючего и 19210 кг окислителя.
К хвостовой части фюзеляжа первой ступени предлагается крепить т.н. орбитальную ступень, предназначенную для транспортировки полезной нагрузки и ее вывода на требуемую траекторию/орбиту. Характерные особенности эксплуатации такой техники привели к формированию необычного вида ступени. Орбитальная ступень «Вьюги» должна иметь обтекаемую форму внешних агрегатов планера с оживальной верхней частью головного обтекателя и сечением хвостового блока, близким к овальному. Днище с теплозащитным покрытием должно иметь незначительно выгнутую форму.
В верхней части корпуса орбитальной ступени предлагается размещать парашютный отсек, отсек аппаратуры управления, позади которых должен находиться крупный объем для размещения полезной нагрузки. Под этими отсеками предусматриваются места для монтажа сферических и цилиндрических баков для компонентов топлива. Хвостовая часть корпуса отдана под двигатель. В верхней части фюзеляжа могут устанавливаться створки люка, предназначенного для монтажа полезной нагрузки в корпусе ступени, а также для ее выведения наружу при выполнении различных работ. В частности, такой люк может использоваться для разворачивания солнечных батарей при использовании аппарата в орбитальной конфигурации.
Орбитальная ступень после отделения должна включать собственный двигатель и выполнять выход на заданную орбиту. При полной полезной нагрузке имеется возможность работы двигателя в течение 334 секунд с подъемом на орбиту высотой 200 км. После выхода на орбиту с необходимыми параметрами полезная нагрузка в виде научного оборудования или иной аппаратуры может начинать свою работу. Выполнив поставленные задачи, орбитальная ступень может возвращаться на Землю.
Для схода с орбиты предлагается использовать тормозной импульс, переводящий орбитальную ступень на посадочную траекторию. При помощи теплозащиты и обтекаемой формы корпуса ступень без рисков входит в плотные слои атмосферы и выходит в район посадки. На заданной высоте предлагается раскрывать парашют, отвечающий за мягкую посадку аппарата. Приземление «по-самолетному» не предусматривается по техническим и эксплуатационным причинам. После посадки специалисты могут начать работу с полезной нагрузкой. Кроме того, планируется осуществлять обслуживание орбитальной ступени с последующей подготовкой к новому вылету.
Подобный алгоритм использования АКС «Вьюга» предлагается для использования в научных целях. Кроме того, рассматривается возможность применения такой техники в интересах вооруженных 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.
Боевой вариант АКС «Вьюга» может быть носителем ударной системы либо средств перехвата космических аппаратов противника. В последнем случае может быть получена высокая эффективность боевой работы, обеспеченная возможностью достаточно простого вывода боевого оснащения на орбиты с различными параметрами. Тем не менее, реализация подобных идей может быть связана с некоторыми затруднениями. Прежде всего, трудности должны быть связаны с ограничениями по массе полезной нагрузки. Даже полная замена орбитальной ступени специальной боевой системой не позволит создать изделие весом более нескольких тонн.
Орбитальная ступень, вид снизу, днище не показано. Белым отмечен корпус, синим - топливные баки, красным - двигатель, оранжевым - парашютный отсек, серым - отсек полезной нагрузки
Предложенная архитектура авиационно-космической системы позволяет получить некоторые преимущества перед другими комплексами аналогичного назначения. Главными плюсами проекта «Вьюга», способными дать значительный положительный экономический эффект, являются использование существующего самолета-носителя (тем не менее, нуждающегося в заметных доработках), а также возвращаемых ракетных ступеней. Возможность многократного использования первой и орбитальной ступеней предъявляет специфические требования к их конструкции, в первую очередь к характеристикам двигателей, однако может привести к заметному снижению стоимости отдельных запусков.
Вторым характерным плюсом проекта является отсутствие «привязки» к существующим космодромам. Стартовой площадкой для АКС «Вьюга» фактически может стать любой аэродром, способный принимать транспортные самолеты Ил-76 и имеющий некоторый набор оборудования для работы с ракетными системами. Благодаря этому вывод полезной нагрузки на орбиту может осуществляться почти из любой точки планеты. Как следствие, обеспечивается сравнительно простой вывод полезной нагрузки на орбиту с требуемым наклонением.
По имеющимся данным, в настоящее время проект авиационно-космической системы «Вьюга» от компании «Лин Индастриал» остается на стадии предварительных проработок. Определены общие особенности проекта, однако техническая документация пока не разрабатывалась. Имеются сведения, согласно которым предварительный вариант проекта «Вьюга» не получил одобрения заказчика, инициировавшего его разработку, и, как следствие, остался без финансирования. По оценкам разработчика, на проведение первого этапа научно-исследовательской работы требуется финансирование в размере 3,2 млн рублей. Для выполнения дальнейших работ понадобятся новые инвестиции. При этом оценки времени и финансовых затрат, необходимых на завершение проекта, пока не уточняются.
Следует отметить, проект АКС «Вьюга» не является первой подобной отечественной разработкой своего класса. Работы в этом направлении в нашей стране стартовали еще в шестидесятых годах прошлого века и велись несколькими организациями во главе с ОКБ-155. Целью проекта «Спираль» было создание комплекса, способного при помощи гиперзвукового самолета-разгонщика, разгонного блока и т.н. орбитального самолета выводить на орбиту полезную нагрузку. Готовый комплекс «Спираль» мог использоваться в различных целях, в первую очередь в военных.
Схема использования авиационно-космической системы "Вьюга"
С конца шестидесятых и до середины семидесятых годов было построено несколько прототипов перспективной техники, использовавшихся в различных испытаниях. В частности, аппараты серии БОР совершили несколько суборбитальных и орбитальных полетов. Для испытаний в атмосфере использовался самолет МиГ-105.11. После завершения испытаний работы по проекту «Спираль» были прекращены. Заказчик посчитал более перспективным новый проект «Энергия-Буран». Некоторые прототипы, построенные в рамках программы «Спираль», в дальнейшем стали музейными экспонатами.
С начала восьмидесятых в НПО «Молния» велась разработка проекта «Многоцелевой авиационно-космический системы» (МАКС). В состав этой системы предлагалось включить самолет-носитель Ан-225 и орбитальный самолет с дополнительным топливным баком. В зависимости от конфигурации, комплекс МАКС мог бы доставлять на орбиту 7 или 18 т полезной нагрузки. Рассматривались как автоматический грузовой, так и пилотируемый варианты системы.
В связи с проблемами начала девяностых годов работы по проекту МАКС были прекращены. Только в 2012 году появились сообщения о возможном возобновлении работ и создании современной версии комплекса. Кроме того, упоминалась возможность доработки существующего проекта с использованием иных самолетов-носителей и т.д. Насколько известно, за прошедшее время особые успехи в ходе возобновленного проекта МАКС достигнуты не были.
Силами частной ракетно-космической компании «Лин Индастриал» в настоящее время создается новый вариант перспективного авиационно-космического комплекса, способного решать различные задачи научного и иного характера. К настоящему времени был проработан общий облик системы и определены основные ее особенности, характеристики и т.д. Тем не менее, работы пока не могут продвинуться дальше по причине недостатка финансирования. Найдет ли компания-разработчик инвестора и сможет ли довести интересный проект до практической реализации – покажет время. Если проекту АКС «Вьюга» удастся дойти хотя бы до испытаний с выводом орбитальной ступени в космос, это будет большим успехом для всей отечественной космической отрасли, как государственной, так и частной. Однако до таких успехов пока далеко: проект все еще нуждается в длительном продолжении разработки.
По материалам сайтов:
https://spacelin.ru/
http://tvzvezda.ru/
http://vpk.name/
https://rg.ru/
http://testpilot.ru/
Страница АКС «Вьюга» на сайте разработчика:
https://spacelin.ru/proekty/aerokosmicheskaya-sistema-vyuga/
Автор: Glenn Witcher