Конкурс на пилотируемый корабль, 2006 год, часть 3
Многоцелевая авиационно-космическая система – МАКС
Продолжаем статью о конкурсе 2006 года на новый пилотируемый космический корабль. В 1-й части рассказано о конкурсе вообще и круге его участников, а также обсуждён один из них, «Клипер» от РКК «Энергия». Вторым конкурсантом был ГКНПЦ им. Хруничева, и его «бэкап», давший основания для участия в конкурсе, нашёл отражение во 2-й части. Теперь очередь третьего и последнего участника.
Рассказы обо всех трёх проектных предложениях в исходной большой статье идут под общим заглавием; пусть оно будет и здесь:
Что же предлагается?
Третьим участником было
НПО «Молния».
«Спираль», «Буран», МАКС…
С точки зрения степени «прорывности» технических решений, нацеленности в будущее космической техники наиболее ярким выглядит (предполагаемое) конкурсное предложение Научно-производственного объединения «Молния». Это двухступенчатая система горизонтального старта, с максимальным уровнем «многоразовости», с замечательными (обещаемыми) эксплуатационными свойствами, с несравненными (заявляемыми) возможностями по части выбора точки старта и наклонения целевой орбиты.
Мы предполагаем, что «Молния» предложила на конкурс именно МАКС. Потому что всё, что приходилось видеть по развитию системы «Энергия-Буран», – это беспилотные системы большой грузоподъёмности. А вот МАКС где только не демонстрировали в течение всех прошедших лет, и теперь продолжают выставлять.
(Опять напоминаю – 2006 год. Теперь, пожалуй, уже перестали выставлять).
Надо сказать, что НПО «Молния» имеет достаточные основания для того, чтобы войти в число конкурсантов. Во всяком случае, прошлое у него более чем славное.
***
…Работы по космическому перехватчику самолётной схемы начались в КБ Микояна под руководством Глеба Евгеньевича Лозино-Лозинского ещё в середине 1960-х годов. По теме, получившая название «Спираль», уже тогда разрабатывался маленький космоплан, стартующий «со спины» гиперзвукового самолёта-разгонщика.
Строго говоря, «Спираль» состояла из трёх элементов: разгонщика, работающего до скорости в 6 «махов» и высоты 24–30 км; двухступенчатого ракетного ускорителя с ЖРД; и собственно космоплана, который отцеплялся от ускорителя на высоте 200 км при скорости, позволяющей ему выйти на круговую околоземную орбиту.
Назначение комплекса было чисто военным, одноместный орбитальный самолёт должен был либо перехватить космический аппарат противника, либо провести разведку его объектов, либо отбомбиться по одному из них. После выполнения задания производился планирующий спуск длиной в 4–6 тыс. км и с боковым манёвром в 600–800 км.
Сам аэрокосмический самолёт маршевого двигателя не имел; его оснащали основной ДУ для маневрирования на орбите и 16-ю газовыми двигателями стабилизации и ориентации. На наиболее напряжённом в тепловом отношении этапе спуска треугольные крылья аппарата отклонялись вверх, при приближении к земле и уменьшении скорости принимали нормальное положение. Корпус несущей формы защищался экраном из ниобиевых сплавов, который должен был выдержать тепловой поток с расчётной температурой 1200–1500º. Средства спасения включали отстреливаемую кабину-капсулу, в которой пилот мог даже спуститься с орбиты, и обычную самолётную систему катапультирования.
Компоновка аппарата позволяла установить атмосферный турбореактивный двигатель, тогда, после гашения скорости до уровня дозвуковой, он мог иметь «самолётную» дальность более 2 тыс. км. Для полноты «портрета» приведем несколько цифр. Самолёт-разгонщик, имеющий схему «бесхвостки» с четырмьмя турборективными двигателями с водородом в качестве горючего, имел длину 38 м, размах крыла 16,5 м и массу 52 т. Ускоритель весил 52,5 т, а сам космоплан – от 8 до 10 т.
В ходе реализации программы изготовили дозвуковой аналог орбитальной ступени (она получила название ЭПОС – экспериментальный пилотируемый орбитальный самолёт), начали сборку сверхзвукового аналога, подошли к завершению проектирования гиперзвукового прототипа. Дозвуковая версия в 1976–78 годах проходила лётные испытания, как со стартом с земли, так и со сбросом с летающей лаборатории на базе Ту-95.
Кроме работы с этими – пилотируемыми – машинами, шли эксперименты с относительно малоразмерными автоматическими моделями орбитальной ступени под общим названием «Бор». Аппараты серии «Бор-4», выглядевшие как маленький ЭПОС в конфигурации со скошенным вверх крылом, имели автономную систему управления, тормозную ДУ, газовые двигатели стабилизации и термозащитный экран. Их запускали в космос на 200-километровую орбиту, и они спускались оттуда, в частности, в акваторию Чёрного моря.
Однако уже в 1976 году стало ясно, что «Спираль» будет закрыта в пользу программы «Энергия-Буран». Конечно, результаты работ по первой из этих тем пригодились при реализации второй, но системы горизонтального старта в 1970-х годах так и не получилось.
***
Несчастный «Буран» в парке им. Горького
Многоразовый транспортный космический корабль (МТКК) «Буран» стал безусловной победой нашей космической науки и техники. И о том, что собой представляла эта космическая система, и о том, что с ней стало, достаточно хорошо известно, и я о ней писал многажды здесь и не здесь. Вряд ли имеет смысл ещё раз, к тому же коротко, описывать её в этой статье. Здесь достаточно будет зафиксировать, что при её создании НПО «Молния» и многочисленные предприятия кооперации получили уникальный опыт, часть которого до сих пор не превзойдена никем в мире.
***
…О многоцелевой авиационно-космической системе – МАКС – мир узнал в 1988 году, когда Генеральный конструктор Лозино-Лозинский представил её участникам конгресса Международной астронавтической федерации. К этому времени был разработан аванпроект системы объёмом в 220 томов, в основном создана кооперация предприятий-соразработчиков. Авторитет создателей «Бурана» позволял рассчитывать на высокую вероятность реализации задуманного.
МАКС, как и «Спираль», представляет собой двухступенчатую систему с горизонтальным взлётом и такой же посадкой обеих ступеней. В этом их сходство; далее начинаются различия.
Во-первых, МАКС предназначается не для перехвата вражеских ракетопланов, а для экономичного вывода на орбиту людей и грузов. В том варианте, который, видимо, представлен на конкурс, его орбитальная ступень при экипаже из двух человек должна выводить 7 т полезной нагрузки на орбиту высотой 200 км.
Во-вторых, в качестве 1-й ступени намечено использовать не «шестимаховый» гиперзвуковик, сам по себе представляющий не решённую до сих пор проблему, а уже существующий тяжёлый транспортный самолёт Ан-225 «Мрия».
В-третьих, вторая ступень теперь состоит не из ракеты-ускорителя и практически безмоторного космоплана, а из орбитального самолёта с маршевым ЖРД и отделяемого топливного бака, у которого нет ни двигателя, ни системы управления. Таким образом, единственный одноразовый элемент МАКСа значительно дешевле такого же элемента «Спирали».
Коротко – облик системы.
Ан-225 «Мрия» – турбореактивный шестимоторный гигант с максимальным взлётным весом 600 т и полезной нагрузкой до 250 т. Орбитальный самолёт (ОС) – «бесхвостка» с треугольным крылом, длина 19,3 м, размах крыла 13,3 м, высота 8,6 м, масса – 27 т. ОС «сидит» на огромном каплевидном топливном баке, вдвое более длинном, чем сам ОС, а по диаметру сравнимом с его высотой вместе с килем. Вместе они составляют вторую ступень общей массой 275 тонн.
Стартовый вес всей системы, называемой МАКС-ОС – 620 тонн.
«Молния» прорабатывает также вариант МАКС-Т – беспилотный транспортник, где вместо ОС поверх бака располагается одноразовая ракетная ступень, представляющая собой грузовой контейнер с двигателями и системой управления. В такой конфигурации на орбиту может быть выведена нагрузка в 18 тонн. В перспективе может быть построен вариант с многоразовым беспилотным грузовым орбитальным самолетом.
Однако в обсуждаемом конкурсе речь может идти лишь о системе МАКС-ОС – то есть 2 человека плюс 7 тонн груза либо какое-то число пассажиров вместо части груза; масса, возвращаемая с орбиты – 4,6 тонн.
Без сомнения, у такого проекта есть множество преимуществ.
Его разработчики приводят такие данные по количеству повторных использований элементов системы: самолёт-носитель – не менее 1000 раз; планер орбитальной ступени – 100 раз; двигательная установка орбитальной ступени – 25 раз. И только бак, напомним, остаётся одноразовым. На основании этих цифр заявляется удельная стоимость вывода на орбиту полезной нагрузки, равная 1000 долларов за килограмм.
Слов нет, очень дёшево. Доставка на шаттле стоит $20 тыс. за килограмм, у одноразовых носителей – от 6 тыс. у «Протона» до 10–15 тыс. и более у американских и европейских ракет.
МАКС имеет все положительные свойства, обычно перечисляемые для систем со стартом с самолёта. Это почти неограниченный выбор параметров выведения; возможность использования для эксплуатации множества существующих аэродромов (хотя и требующих дооборудования); меньшая потребность в топливе, так как носитель использует атмосферный кислород; меньшее «замусоривание» как космоса, так и земных ландшафтов, меньшая шумность на уровне земли; наконец, возможность продавать такую систему любой стане, в которой есть инфраструктура для гражданской авиации.
Макет орбитального самолёта системы МАКС в цеху ГКНПЦ им. Хруничева. Поставил эту картинку, и подумалось: может быть, зря я тогда считал, что «Клипер» ближе к реализации, чем МАКС? Что имеем фактически? макет против макета… Но нет. В 2006 году вопрос, по-видимому, был уже решён, и решило его плачевное состояние НПО «Молния»…
В конце 1990-х – начале 2000-х годов на программу МАКС было затрачено около 1,5 млрд долларов. Подходила к завершению разработка конструкторской документации на ОС и топливный бак, испытывался первый лётный экземпляр «Мрии» и строился второй, опытные образцы маршевого ЖРД орбитальной ступени приближались к этапу огневых испытаний, были изготовлены натурные макеты многих составных частей ОС, а также почти готов макет топливного бака.
Немаловажно: на проект были получены положительные заключения головных научно-исследовательских институтов авиационной промышленности России (ЦАГИ, ГосНИИАС и других) и ряда западноевропейских аэрокосмических фирм.
Что касается нынешнего состояния фирмы – «хозяина» проекта, то тут вопрос сложный.
С одной стороны, как уже говорилось, она имеет в активе сделанный «Буран». С другой стороны, прекращение работ по этой великой теме, по многим признакам, нанесло «Молнии» крайне чувствительный удар. Не очень ясно, много ли осталось специалистов, 20 лет назад «поднявших» «Буран»; можно также предполагать большую, чем у конкурентов, зависимость фирмы от выделения бюджетных денег.
Если вы считаете, что данный текст или изображения нарушают ваши авторские и/или смежные права,
сообщите об этом администрации сайта через Гостевую книгу или на e-mail vemsev@gmail.com для принятия мер по устранению нарушения.
