Багаторазова авіаційно-космічна система

Багаторазова авіаційна космічна система, БАКС — представляє собою двоступінчастий комплекс повітряного старту, що складається з літака-носія Ан-225 розробки АНТК ім. О. К. Антонова (Україна, Київ), на якому встановлюється орбітальний літак у пілотованому або безпілотному варіанті або вантажний контейнер із зовнішнім паливним баком, заповненим кріогенними компонентами палива.

Система БАКС

Система базується на звичайних аеродромах 1 класу, дообладнуваний необхідними для БАКС засобами заправлення компонентами палива, наземного технічного і посадочного комплексу і вписується, в основному, в існуючі засоби наземного комплексу управління космічними системами. Основні елементи системи БАКС виконані в багаторазовому виконанні, крім зовнішнього паливного бака і блоку виведення. БАКС створюється на основі останніх досягнень науки і техніки в галузі авіації та космонавтики.

БАКС може застосовуватися для аварійного порятунку екіпажів космічних об'єктів або з метою наземної розвідки. Відсутність прив'язки до космодрому також розширює застосування такої системи.

Історія проекту

Мрія та Буран в Ле-Бурже

Цей проект був початий ще в 1980-і роки науково-виробничим об'єднанням «Молнія». При цьому використовувався досвід і результати робіт над проектом «Спіраль» і над експериментальним безпілотним орбітальним ракетопланів БОР-4. Цей проект, на відміну від «Бурана», заснований на принципі самоокупності. За розрахунками, витрати повинні окупатися через 1,5 року, а сам проект може дати 8,5-кратний прибуток. Ця система є унікальною, тому що у світі не розроблялося жодного подібного апарату. Крім того, МАКС значно дешевше ракет за рахунок багаторазового використання літака-носія (до 100 разів), вартість виведення вантажу на низьку навколоземну орбіту — близько 1000 дол / кг, для порівняння: середня вартість виведення в наш час^[Коли?] становить близько 8000-12 000 дол. / кг, для конверсійної РН «Дніпро» — 3500 дол. / кг. До переваг можна також віднести велику екологічну чистоту за рахунок застосування менш токсичного палива (трикомпонентної двигун РД-701 гас / водень + кисень). В наш час^[Коли?] на проект вже витрачено близько 14 млрд доларів.

Програма «МАКС» отримала золоту медаль (з відзнакою) та спеціальний приз прем'єр-міністра Бельгії в 1994 році в Брюсселі на Всесвітньому салоні винаходів, наукових досліджень і промислових інновацій «Брюссель-Еврика-94». «Код розробки — 9А-10485».

Технічний вигляд системи

Що стосується технічного вигляду МАКС, то це багаторазова всеазімутальная система, першим щаблем якої служить літак-носій Ан-225, створений в АНТК ім. О. К. Антонова (Україна, Київ). В якості основних розглядаються такі модифікації:

• Пілотована (МАКС-ОС) на основі орбітальної крилатої ступені;
• Вантажна (МАКС-Т) з одноразовим ракетним блоком
• Безпілотна(МАКС-М) з безпілотною багаторазовою крилатою ступінню.

Залежно від способу вантажопідйомність на низьку орбіту може скласти: у першому випадку 6-9 т, в другому — до 20 т. Обидва варіанти системи включають одноразовий що скидається паливний бак. У віддаленішій перспективі розглядається повністю багаторазова система (МАКС-М).

БАКС призначена для вирішення широкого кола завдань у космосі, в тому числі:

• Виведення на навколоземну орбіту і повернення з орбіти різних корисних вантажів;
• Транспортно-технічне забезпечення космічних об'єктів різного призначення;
• Проведення аварійно-рятувальних робіт на орбіті;
• Рішення науково-технічних і технологічних експериментів в космосі;
• Проведення міжнародного контролю за космічним простором;
• Екологічний контроль за космічним простором і земною поверхнею, дистанційне зондування Землі та дослідження навколоземного простору;
• Очищення навколоземного космічного простору від техногенного сміття;
• Виробництво кристалів, біопрепаратів та інших матеріалів в умовах вакууму і мікрогравітації;
• Складання великогабаритних об'єктів на навколоземній орбіті з модулів, в тому числі для місячних і марсіанських експедицій;
• Космічний туризм.

БАКС має незаперечні переваги перед існуючими ракетами-носіями:

• Більш низька вартість виведення корисних вантажів на орбіту (~ 1000 дол США / кг) в порівнянні з одноразовими ракетами-носіями (~ 12000-15000 US $ / кг) і багаторазовими засобами виведення першого покоління («Буран», СРСР і «Space Shuttle», США);
• Можливість запуску в будь-якому напрямку;
• Можливість виведення на орбіти з необхідним фазування та паралаксом щодо аеродрому вильоту;
• Можливість широкого маневрування в поздовжній і бічній площинах при поверненні з орбіти;
• Оперативність застосування;
• Можливість повернення корисних вантажів і їх багаторазового використання;
• Можливість повернення БАКС при скасуванні пуску;
• Екологічна чистота (скорочення полів падіння ступенів і нетоксичні компоненти палива).

Схема виведення

Розробники запропонували наступну схему виведення КА на ГСО. Система збирається в Самарі, потім на літаку-носії перелітає, наприклад, на аеродром Енгельс, звідки здійснюється політ (з незаправленим 2-м ступенем) на індійський космодром Шріхарікота, де є кріогенна заправна база. Шріхарікота використовується як «аеродром підскоку», тут заправляється друга ступінь (з індійською стороною це питання обговорювалося), і літак летить у площину екватора. Потім над океаном відбувається запуск на геостаціонарну орбіту. Економічний ефект від такої схеми застосування системи дуже великий; це альтернатива російським північним космодромам.

Стан проекту на сьогодні

У порівнянні з початковим варіантом кінця 1980-х років, стартова маса МАКС зросла з 250 до 275 т, а водневі двигуни замінені на трикомпонентні РД-701 розробки НВО «Енергомаш» імені В. П. Глушко. У НВО «Молнія» виготовлені натурні макети частин орбітального літака (ОЛ). Повнорозмірний конструктивно-подібний макет скидається паливного бака, виготовлений на заводі «Південмаш», на жаль, після його транспортування в Москву він був утилізований на металобрухт.

Стан літака-носія Ан-225 істотно кращий. Цей унікальний апарат, згідно з технічним завданням, початково був розроблений для виконання трьох завдань:

• Транспортування вантажів до 250 т як на зовнішній підвісці («на спині»), так і всередині вантажної кабіни;
• Транспортування елементів ракетно-космічної системи «Енергія-Буран» з заводів-виготовлювачів на космодром Байконур;
• Використання літака як носія АКС.

Літак був створений в рекордні терміни: проектування розпочалося в 1984 р., А перший політ відбувся в кінці 1988 Перший (і поки єдиний) екземпляр Ан-225 в 2001 був відновлений до льотного стану, сертифікований для вантажних перевезень та експлуатується за призначенням.

Для другого льотного екземпляра практично готовий планер, але немає багатьох комплектуючих, устаткування і двигунів (мабуть, саме цей екземпляр може стати літаком-носієм БАКС). Основні характеристики машини:

• злітна маса збільшена до 620—640 т;
• крейсерська швидкість в межах 800—850 км / год;
• максимальна дальність польоту до 15 тис. км.

О. К. Богданов, заступник генерального конструктора АНТК ім. О. К. Антонова (Україна, Київ), повідомив: „Ми пройшли етапи технічної пропозиції, зробили ескізний проект, потім додатку, оскільки ОС з баком весь час «рухався», і виконали дуже великий обсяг науково-дослідних робіт. Звичайно, можна буде поставити потужніші двигуни, але доведеться трохи змінити деякі силові елементи фюзеляжу і вкоротити його, тому що ОС з баком уже зріс до 275 т. На мій погляд, найскладніша робота — це створення бортового стартового комплексу, який повинен бути поставлений на літак-носій і забезпечить роботу власне ОС“.

При цьому вантажна кабіна зберігає можливість використання для перевезення різних вантажів, пов'язаних з роботою авіаційно-космічної системи. Були опрацьовані і вирішені, а потім спільно з ЦАГІ перевірені в аеродинамічних трубах всі питання, пов'язані з вузлами кріплення, панеллю роз'єму і надфюзеляжним залізо. Конструктори АНТК ім. О. К. Антонова встановили межу стартової маси МАКС — 275 т. Подальше збільшення маси «ракетного сегмента» неможливо.

Також планується обладнати Ан-225 системою дозаправки в повітрі. Ну і, звичайно, треба побудувати необхідну кількість літаків-носіїв і провести льотні випробування на другому примірнику Ан-225. На думку фахівців АНТК, науково-технічний заділ дозволяє створити реальну транспортну систему виведення корисного навантаження в космічний простір, оскільки ключова позиція — літаючий літак Ан-225 — є.

Як вважають фахівці ЦАГІ, в наш час^[Коли?] МАКС є найбільш пророблений авіаційно-космічної системою. У 1998 р. на підставі результатів роботи одинадцяти робочих груп фахівців в області аеродинаміки, міцності, стійкості і керованості, теплозахисту, двигунів і устаткування ЦАГІ спільно з ЦНДІМАШ підготували позитивний висновок про технічну реалізованості проекту. Правда, окремі фахівці відзначали високу вартість розробки системи МАКС (що могло призвести до припинення робіт з іншим вітчизняним програмами), внаслідок чого в наш час^[Коли?] неможливо ухвалити рішення про перехід на стадію ДКР по створенню системи МАКС. Подальший розвиток проекту може бути виправдане лише у випадку обґрунтування ролі і місця цієї системи у вирішенні цільових завдань ". До 2007 р. такі завдання були нарешті визначені, а ЦАГІ повів великі дослідження різних проектів АКС на базі літаків-носіїв МіГ-31, Ту-160, Ту-22М, М-55, Ан-124, «Геракл».

Посилання

http://www.buran.ru/