Baie van ons ken, of het ten minste gehoor van, die private onderneming SpaceX se familie van gedeeltelik herbruikbare lanseervoertuie. Danksy die sukses van die onderneming, sowel as die persoonlikheid van die stigter, Elon Musk, wat self dikwels die held van nuusfeeds word, verlaat Falcon 9 -vuurpyle, SpaceX en ruimtevlugte in die algemeen nie die internasionale pers nie. Terselfdertyd het en het Rusland nog sy eie ontwikkelings en nie minder interessante projekte van herbruikbare missiele nie, waarvan baie minder bekend is. Die antwoord op die vraag waarom dit gebeur, is voor die hand liggend. Die vuurpyle van Ilona Mask vlieg gereeld die ruimte in, en herbruikbare en gedeeltelik herbruikbare Russiese vuurpyle is tot dusver slegs projekte, tekeninge en pragtige prente in aanbiedings.
Ruimte begin vandag
Tans kan ons gerus sê dat Roskosmos op 'n stadium die onderwerp van herbruikbare missiele misgeloop het, met ontwikkelinge en projekte wat verskeie jare vooruit was. Alle projekte van Russiese herbruikbare missiele is nooit voltooi nie, nie in metaal geïmplementeer nie. Die herbruikbare enkelfase Korona-lanseervoertuig, wat van 1992 tot 2012 ontwikkel is, is byvoorbeeld nooit tot sy logiese gevolgtrekking gekom nie. Ons sien reeds die gevolg van hierdie wanberekening in ontwikkeling. Rusland het sy posisies in die kommersiële ruimte -lanseermark ernstig verloor met die koms van die Amerikaanse Falcon 9 -vuurpyl en sy variante, en is ook ernstig minderwaardig in terme van die aantal ruimtelanseerings wat per jaar gemaak word. Aan die einde van 2018 het Roscosmos berig oor 20 ruimtelanserings (een onsuksesvol), terwyl in April 2018, in 'n onderhoud met TASS, die hoof van Roscosmos, Igor Komarov, gesê het dat dit beplan word om 30 ruimtelanseerings deur die einde van die jaar. Die leier aan die einde van verlede jaar was China, wat 39 ruimtelanseerwerpe uitgevoer het (een nie geslaagd nie), in die tweede plek was die Verenigde State met 31 ruimtelanseerings (geen onsuksesvolle nie).
As ons oor moderne ruimtevlugte praat, moet u verstaan dat die raket self die belangrikste uitgawe -item is in die totale koste om 'n moderne lanseervoertuig (LV) te lanseer. Sy bak, brandstoftenks, enjins - dit alles vlieg vir ewig weg, brand in die digte lae van die atmosfeer, dit is duidelik dat sulke onherstelbare uitgawes van elke lansering van 'n lanseervoertuig 'n baie duur plesier maak. Die belangrikste uitgawes is nie die instandhouding van ruimthawens nie, nie brandstof nie, nie die monteerwerk voor die bekendstelling nie, maar die prys van die lanseerder. 'N Baie komplekse tegnologiese produk van ingenieursgedagte word vir 'n paar minute gebruik, waarna dit heeltemal vernietig word. Dit geld natuurlik vir besteebare vuurpyle. Die idee om herwinbare lanseervoertuie te gebruik, stel homself op sigself voor as 'n werklike kans om die koste van elke ruimtevaart te verminder. In hierdie geval maak die terugkeer van slegs die eerste fase die koste van elke bekendstelling laer.
Landing van die eerste fase van die Falcon 9 -lanseervoertuig wat terugbesorg kan word
Dit is 'n soortgelyke skema wat deur die Amerikaanse miljardêr Elon Musk geïmplementeer is, wat die eerste fase van die swaar lanseervoertuig van Falcon 9. maak, terwyl die eerste fase van hierdie missiele gedeeltelik herstel kan word, eindig sommige landingspogings misluk, maar die aantal mislukte landings het in 2017 en 2018 tot byna nul gedaal. Byvoorbeeld, verlede jaar was daar slegs een mislukking vir elke 10 suksesvolle landings van die eerste fase. Terselfdertyd het SpaceX ook die nuwe jaar geopen met 'n suksesvolle landing van die eerste fase. Op 11 Januarie 2019 het die eerste fase van die Falcon 9 -vuurpyl suksesvol op 'n drywende platform geland, en dit is ook hergebruik, en vroeër het dit die Telestar 18V -kommunikasiesatelliet in September 2018 in 'n wentelbaan gelanseer. Tans is sulke terugbetalings eerste fases reeds 'n voldonge feit. Maar toe die verteenwoordigers van die Amerikaanse privaatruimtemaatskappy net oor hul projek praat, het baie kenners getwyfel of dit moontlik sou wees om dit suksesvol te implementeer.
In die werklikheid van vandag kan die eerste fase van 'n swaarklas Falcon 9-vuurpyl in sommige bekendstellings in 'n herinvoerweergawe gebruik word. As die tweede fase van die vuurpyl op 'n voldoende hoogte geneem word, skei dit daarvan op 'n hoogte van ongeveer 70 kilometer, en ontketting vind plaas ongeveer 2,5 minute na die lanseervoertuig (die tyd hang af van die spesifieke lanseertake). Na die skeiding van die LV, voer die eerste fase, met behulp van die geïnstalleerde houdingsbeheerstelsel, 'n klein maneuver uit, vermy die vlam van die werkende tweede fase enjins en draai die enjins vorentoe ter voorbereiding van die drie hoofremmaneuvers. By die landing gebruik die eerste trap sy eie motors om te rem. Dit is opmerklik dat die teruggekeerde verhoog sy eie beperkings op die bekendstelling stel. Die maksimum loonvrag van 'n Falcon 9-vuurpyl word byvoorbeeld met 30-40 persent verminder. Dit is te danke aan die noodsaaklikheid om brandstof te reserveer vir remme en daaropvolgende landing, sowel as die bykomende gewig van die geïnstalleerde landingsapparaat (roosters, landingsstutte, beheerstelselelemente, ens.).
Die suksesse van die Amerikaners en die groot reeks suksesvolle lanseerings het in die wêreld nie ongemerk verbygegaan nie, wat 'n reeks uitsprake uitgelok het oor die begin van projekte met gedeeltelike herbruikbaarheid van vuurpyle, insluitend die terugkeer van syversterkers en die eerste fase terug na die aarde. Verteenwoordigers van Roscosmos het ook oor hierdie telling gepraat. Die maatskappy het begin begin praat oor die hervatting van die werk aan die skep van herbruikbare missiele in Rusland aan die begin van 2017.
Lanseervoertuig "Korona" - algemene siening
Herbruikbare Korona -vuurpyl en vroeëre projekte
Dit is opmerklik dat die idee van herbruikbare missiele in die Sowjetunie bestudeer is. Na die ineenstorting van die land het hierdie onderwerp nie verdwyn nie; werk in hierdie rigting het voortgegaan. Hulle het baie vroeër begin as wat Elon Musk net daaroor gepraat het. Byvoorbeeld, die blokke van die eerste fase van die super-swaar Sowjet-vuurpyl Energia moes teruggestuur word, dit was nodig om ekonomiese redes en vir die implementering van die hulpbron van die RD-170-enjins, wat ontwerp is vir ten minste 10 vlugte.
Minder bekend is die projek van die Rossiyanka -lanseervoertuig, wat ontwikkel is deur die spesialiste van die Academician V. P. Makeev State Rocket Center. Hierdie onderneming is veral bekend vir sy militêre ontwikkelinge. Byvoorbeeld, hier was die meerderheid binnelandse ballistiese missiele wat bedoel is vir die bewapening van duikbote, waaronder die ballistiese missiele R-29RMU Sineva wat tans in diens van die Russiese duikbootvloot is.
Volgens die projek was die Rossiyanka 'n tweefase lanseervoertuig, waarvan die eerste fase herbruikbaar was. In wese dieselfde idee as die SpaceX -ingenieurs, maar 'n paar jaar tevore. Die vuurpyl sou 21,5 ton vrag in 'n lae verwysingsbaan gelanseer het - aanwysers naby die Falcon 9 -vuurpyl. Die terugkeer van die eerste fase sou op 'n ballistiese baan plaasvind as gevolg van die herinsluiting van die standaard-enjins. Die drakrag van die vuurpyl kan, indien nodig, tot 35 ton verhoog word. Op 12 Desember het die Makeyev SR sy nuwe vuurpyl tydens die Roscosmos-kompetisie vir die ontwikkeling van herbruikbare lanseervoertuie aangebied, maar die bevel vir die skep van sulke toestelle het die mededingers van die Khrunichev State Research and Production Space Center met die Baikal-Angara afgelê projek. Heel waarskynlik sou die spesialiste van die Makeev SR die bevoegdheid gehad het om hul projek te implementeer, maar sonder voldoende aandag en befondsing was dit onmoontlik.
Die Baikal-Angara-projek was selfs meer ambisieus; dit was 'n vliegtuigweergawe van die eerste fase terugkeer na die aarde. Daar is beplan dat 'n spesiale vleuel in die eerste fase na die vasgestelde hoogte van die kompartement sou oopmaak en dan langs 'n vliegtuig sou vlieg met 'n landing op 'n konvensionele vliegveld met die landingsgestel uitgestrek. So 'n stelsel self is egter nie net baie kompleks nie, maar ook duur. Haar onbetwisbare verdienste was die feit dat sy van 'n groter afstand kon terugkeer. Ongelukkig is die projek nooit verwesenlik nie; dit word soms nog onthou, maar niks meer nie.
Nou dink die wêreld aan ten volle herbruikbare lanseervoertuie. Elon Musk het die Big Falcon Rocket -projek aangekondig. So 'n vuurpyl behoort 'n tweestadige argitektuur te ontvang wat nie vir die moderne kosmonautika kenmerkend is nie; die tweede fase is 'n enkele geheel met 'n ruimtetuig wat vrag of passasier kan wees. Daar word beplan dat die eerste fase van Superheavy terugkeer na die aarde, met 'n vertikale landing by die kosmodroom deur die gebruik van sy enjins. Hierdie tegnologie is reeds perfek ontwikkel deur SpaceX -ingenieurs. Die tweede fase van die vuurpyl, tesame met 'n ruimtetuig (dit is eintlik 'n ruimtetuig vir verskillende doeleindes), met die naam Starship, sal die aarde se baan binnedring. Die tweede fase sal ook genoeg brandstof oor hê om in die digte lae van die atmosfeer te vertraag nadat 'n ruimtesending voltooi is en op 'n buitelandse platform geland het.
Dit is opmerklik dat SpaceX ook nie so 'n idee het nie. In Rusland is die projek van 'n herbruikbare lanseervoertuig sedert die negentigerjare ontwikkel. En weer het hulle aan die projek gewerk by die State Rocket Center, vernoem na die akademikus V. P. Makeev. Die projek van die herbruikbare Russiese vuurpyl het die pragtige naam "Korona". Roscosmos het hierdie projek in 2017 herroep, waarna verskillende opmerkings gevolg het oor die hervatting van hierdie projek. Byvoorbeeld, in Januarie 2018 het die Rossiyskaya Gazeta die nuus gepubliseer dat Rusland weer begin werk het aan 'n herbruikbare ruimte -vuurpyl. Dit het gegaan oor die Korona -lanseervoertuig.
Anders as die Amerikaanse Falcon-9-vuurpyl, het die Russiese Korona geen afneembare stadiums nie; eintlik is dit 'n enkele sagte opstyg- en landingsvaartuig. Volgens Vladimir Degtyar, hoofontwerper van die Makeyev SR, behoort hierdie projek die weg oop te maak vir die implementering van langafstand interplanetêre bemande vlugte. Daar word beplan dat die belangrikste strukturele materiaal van die nuwe Russiese vuurpyl koolstofvesel sal wees. Terselfdertyd is die "Korona" ontwerp om ruimtetuie in lae aarde -wentelbane met 'n hoogte van 200 tot 500 kilometer te lanseer. Die massa van die lanseervoertuig is ongeveer 300 ton. Die massa van die produksielading is van 7 tot 12 ton. Die opstyg en landing van die "Korona" moet plaasvind met behulp van vereenvoudigde lanseergeriewe, en daarbenewens word die opsie om 'n herbruikbare vuurpyl vanaf buitelandse platforms te lanseer, uitgewerk. Die nuwe lanseervoertuig sal dieselfde platform vir opstyg en landing kan gebruik. Die voorbereidingstyd vir die vuurpyl vir die volgende bekendstelling is slegs 'n dag.
Daar moet op gelet word dat koolstofveselmateriale wat nodig is vir die vervaardiging van enkelfase en herbruikbare vuurpyle sedert die 90's van die vorige eeu in lugvaart-tegnologie gebruik is. Sedert die vroeë negentigerjare het die Korona-projek 'n lang ontwikkelingsproses geloop en het dit aansienlik ontwikkel, en dit is onnodig om te sê dat dit aanvanklik oor 'n eenmalige vuurpyl gegaan het. Terselfdertyd, tydens die evolusieproses, het die ontwerp van die toekomstige vuurpyl eenvoudiger en meer perfek geword. Geleidelik het die ontwikkelaars van die vuurpyl die gebruik van vlerke en eksterne brandstoftenks laat vaar, aangesien hulle tot die besef gekom het dat die belangrikste materiaal van die herbruikbare raketliggaam koolstofvesel sou wees.
In die nuutste weergawe van die herbruikbare Korona-vuurpyl tot op hede nader sy massa 280-290 ton. So 'n groot enkelfase lanseervoertuig benodig 'n hoogs doeltreffende vuurpyl-enjin wat met waterstof en suurstof werk. Anders as raketmotors wat op afsonderlike stadiums geplaas word, behoort so 'n vloeistofdryf-vuurpylenjin effektief te werk in verskillende toestande en op verskillende hoogtes, insluitend opstyg en vlug buite die aarde se atmosfeer. '' N Gewone vuurpyl-enjin met vloeistofdryf met Laval-spuitpunte is slegs effektief op sekere hoogtes, 'sê die ontwerpers van Makeevka. Die gasstraal in sulke vuurpyl -enjins pas homself aan by die druk "oorboord"; boonop behou hulle hul doeltreffendheid op die oppervlak van die aarde en redelik hoog in die stratosfeer.
RN "Korona" in orbitale vlug met 'n geslote laai -vrag kompartement, weergawe
Tot dusver in die wêreld bestaan daar egter eenvoudig nie 'n werkende enjin nie, alhoewel hulle aktief ontwikkel is in die USSR en die VSA. Kenners meen dat die herbruikbare lanseervoertuig van Korona toegerus moet wees met 'n modulêre weergawe van die enjin, waarin die wig-lugspuitstuk die enigste element is wat tans nie 'n prototipe het nie en nie in die praktyk getoets is nie. Terselfdertyd het Rusland sy eie tegnoloë in die vervaardiging van moderne saamgestelde materiale en onderdele daarvan. Hulle ontwikkeling en toepassing is baie suksesvol betrokke, byvoorbeeld in JSC "Composite" en die All-Russian Institute of Aviation Materials (VIAM).
Vir 'n veilige vlug in die aarde se atmosfeer, sal die Korona se koolstofveselstruktuur beskerm word deur 'n hittebeskermende teël, wat voorheen by VIAM vir die Buran-ruimtetuig ontwikkel is en sedertdien deur 'n belangrike ontwikkelingspad gegaan het. "Die belangrikste hittebelasting op die Korona sal konsentreer op die boog, waar termiese beskermingselemente by hoë temperatuur gebruik word," merk die ontwerpers op. 'Terselfdertyd het die uitgestrekte sye van die lanseervoertuig 'n groter deursnee en is dit skerp teenoor die lugvloei geleë. Die termiese las op hierdie elemente is minder, en dit stel ons weer in staat om ligter materiale te gebruik. As gevolg hiervan word 'n besparing van ongeveer 1,5 ton gewig behaal. Die massa van die hoë temperatuur deel van die vuurpyl is nie meer as 6 persent van die totale massa van die termiese beskerming vir die Korona nie. Ter vergelyking was die ruimtetuig meer as 20 persent verantwoordelik.”
Die slanke, tapse vorm van die herbruikbare vuurpyl is die gevolg van baie beproewing. Volgens die ontwikkelaars het hulle honderde verskillende opsies hersien en geëvalueer terwyl hulle aan die projek gewerk het. "Ons het besluit om die vlerke heeltemal te laat vaar, soos dié van die ruimtetuig of op die Buran -ruimtetuig," sê die ontwikkelaars. - In die algemeen, as die vlerke in die boonste lae van die atmosfeer inmeng met die ruimtetuig. Sulke ruimteskepe betree die atmosfeer teen 'n hipersoniese spoed, nie beter as 'n 'yster' nie, en slegs met supersoniese spoed gaan dit oor na horisontale vlug, waarna hulle ten volle kan staatmaak op die aërodinamika van die vlerke."
Die koniese as -simmetriese vorm van die vuurpyl kan nie net hittebeskerming vergemaklik nie, maar ook goeie aerodinamiese eienskappe bied wanneer dit teen hoë vliegsnelhede beweeg. Reeds in die boonste lae van die atmosfeer ontvang die 'Korona' 'n hefkrag waarmee die vuurpyl nie net kan vertraag nie, maar ook om maneuvers te doen. Dit laat die lanseervoertuig toe om op groot hoogte te beweeg wanneer dit na die landingsplek vlieg; in die toekoms hoef dit slegs die remproses te voltooi, sy koers reg te stel, afwaarts af te draai met klein maneuver -enjins en op die grond te land.
Die probleem met die projek is dat Korona steeds ontwikkel word onder omstandighede van onvoldoende finansiering of die volledige afwesigheid daarvan. Tans het die Makeyev SRC slegs 'n konsepontwerp oor hierdie onderwerp voltooi. Volgens die data wat tydens die XLII Academic Readings on Cosmonautics in 2018 bekend gemaak is, is uitvoerbaarheidstudies uitgevoer oor die projek vir die skepping van die Korona -lanseervoertuig en is 'n effektiewe skedule vir die ontwikkeling van vuurpyle opgestel. Die nodige voorwaardes vir die skep van 'n nuwe lanseervoertuig is ondersoek en die vooruitsigte en resultate van sowel die ontwikkelingsproses as die toekomstige werking van die nuwe vuurpyl is ontleed.
Na die nuusberig oor die Crown -projek in 2017 en 2018, volg stilte weer … Die vooruitsigte van die projek en die implementering daarvan is nog onduidelik. Intussen gaan SpaceX in die somer van 2019 'n toetsmonster van sy nuwe herbruikbare Big Falcon Rocket (BFR) aanbied. Dit kan baie jare neem van die opstel van 'n toetsmonster tot 'n volwaardige vuurpyl, wat die betroubaarheid en prestasie daarvan bevestig, maar vir eers kan ons sê: Elon Musk en sy onderneming maak dinge wat met die hand gesien en aangeraak kan word. Terselfdertyd moet Roskosmos, volgens premier Dmitri Medvedev, sy projeksies beëindig en gesels oor waarheen ons in die toekoms sal vlieg. Jy moet minder praat en meer doen.
