Путешествие в космос - Авиационно-космические системы США - Проекты МТКС военного назначения (часть 3)

Проекты МТКС военного назначения (часть 3)

В 1999 г. ВВС приступили к изучению проектного облика стратегического бомбардировщика нового поколения, которым в 2030-х годах предполагается заменить самолеты В-52 и В-2. Наряду с беспилотными дозвуковыми ударными системами, запускаемыми с самолета-носителя, сверхзвуковыми бомбардировщиками традиционных схем (вкл. 12) рассматриваются и гиперзвуковые аппараты типа «HyperSoar».

В ходе первого этапа работ, продолжавшегося с лета 1999 г. до середины 2000 г., по контрактам Боевого командования ВВС (Air Combat Command) три компании «Boeing», «Lockheed Martin» и «Northrop Grumman» разрабатывали общую концепцию новой боевой системы. В качестве основных требований, которым должна удовлетворять перспективная ударная cистема FSV («Future Strike Vehicle»), иногда называемая FSA («Future Strike Aircraft»), были указаны лишь стартовая масса 140 т и масса боевой нагрузки 4,5—27 т.

^{Проекты сверхзвукового (внизу) и гиперзвукового бомбардировщиков фирмы Northrop Grumman.}

Планом последующих работ по системе FSV предусматривается подготовка и сравнение вариантов общей компоновки изделия с силовой установкой, а также выполнение расчетов по определению оптимального соотношения показателей скорости и малозаметности. Кроме того, намечается провести общий анализ перспектив развития авиационного вооружения с оценкой эффективности их использования в составе летательных аппаратов того или иного типа.

Концептуальные исследования по перспективной ударной системе ВВС планируют вести в течение ближайшего десятилетия, с тем чтобы к 2013—2014 гг. более детально сформулировать требования к будущему изделию. Окончательный выбор схемы нового бомбардировщика и головного разработчика планируется сделать ориентировочно в 2020 г.; а первые самолеты должны поступить в войска после 2034 г. Общая стоимость только проектных работ по изделию оценивается в 35 млрд долл.

Учитывая продолжительный период разработки, в течение которого промышленность сможет создать и освоить широкий спектр новейших технологий, многие обозреватели считают, что в наибольшей степени ожидаемым требованиям будут удовлетворять гиперзвуковые самолеты, способные в течение нескольких часов выходить в любой район планеты для выполнения боевой задачи.

Обеспечению подобных возможностей, соответствующих выдвинутой в середине 1990-х годов концепции «Глобальная досягаемость— глобальная мощь» («Global Reach — Global Power»), в последнее время придается все большее значение, так как в связи с изменениями политической ситуации в мире США вынуждены сокращать число своих зарубежных баз. Кроме того, поскольку полеты подобных аппаратов проходят практически за пределами атмосферы, то это не потребует проведения дипломатических переговоров с третьими странами о предоставлении воздушных коридоров.

К наиболее сложным техническим проблемам создания гиперзвуковых самолетов тяжелого класса относят разработку высокоэффективных двигательных установок, новых конструкционных материалов и «всепогодных» теплозащитных покрытий; обеспечение высокой надежности и живучести бортовых систем. Помимо распространенных схем силовых установок (на базе СПВРД и комбинированных двигателей) в рамках проекта FSV планируется провести исследования и по более экзотичным типам двигателей, например с электромагнитными генераторами.

В целях снижения риска при реализации программы FSV ВВС изучают возможности создания к 2015 г. автоматического трансатмосферного аппарата SOV (Space Operating Vehicle), который рассматривается в качестве опытного прототипа гиперзвукового ударного средства. Практически этот аппарат, рассчитанный на крейсерскую скорость М=15, предполагается использовать в качестве первой ступени для выведения в космос различных объектов, в том числе и ВКС.

^{Транспортная система SOV с аппаратом SMV}

По сравнению с современными ТКС аппарат SOV должен характеризоваться 10-кратным увеличением вероятности успешного выполнения полета, пятикратным увеличением частоты запусков, 50%-ным снижением эксплуатационных затрат, 20%-ным увеличением функциональных возможностей и т.п. Кроме того, предполагается обеспечить возможность всеази-мутального запуска системы, а также добиться высокой маневренности изделия для возвращения к месту старта.

Основные требования к аппарату SOV еще не сформулированы. Для нужд ВВС оптимальным показателем* грузоподъемности изделия является 6,8 т, тогда как NASA, занимавшееся аналогичными разработками, предлагало более мощную ТКС, способную обеспечить доставку на околоземную орбиту объектов массой до 22,7 т, в том числе и модули с астронавтами.

Не определен и проектный облик аппарата в целом. Руководство программы SOV выражает готовность принять от промышленных компаний на рассмотрение как двухступенчатые схемы, наименее сложные для реализации, так и одноступенчатые системы типа гиперзвуковых аппаратов DC-X или Х-33. Основным же критерием для сравнения предложенных вариантов будут не традиционные удельные затраты на выведение грузов на орбиту, а продолжительность и стоимость предполетной подготовки.

В 2003 г. ВВС и Управление DARPA, проанализировав собственные разработки и предложения промышленных компаний, подготовили общий план поэтапного создания перспективной ударной системы, способной в течение двух часов поражать цели на удалении 17 тыс. км. В соответствии с предложенной концепцией, получившей название FALCON («Сокол», или по расшифровке аббревиатуры — Force Application and Launch from CONUS — «Применение силы при запуске с континентальной части США»), основным элементом будущей боевой системы должна стать малогабаритная планирующая платформа CAV (Common Aero Vehicle — «Унифицированный летательный аппарат»). При массе 900 кг данный ВКС, проектные работы по которому ведутся в рамках секретного проекта Х-41, должен нести боезаряд массой до 452 кг, то есть две обычных авиационных бомбы калибра 226 кг (отсюда и определение аппарата— «унифицированный»). За счет планирующего спуска изделия точность поражения цели предполагается обеспечить не хуже 3 м, а скорость подлета бомбы должна составить около 1,2 км/с.

На первом этапе эксплуатации (ориентировочно после 2010 г.) запуски аппаратов CAV будут осуществляться одноразовыми ракетами-носителями (одно изделие на одной ракете); к 2025 г. предполагается создать многоразовый гиперзвуковой самолет-разгонщик HCV (Hypersonic Cruise Vehicle), способный в автоматическом режиме выводить на суборбитальные траектории несколько таких платформ или другое высокоточное оружие общей массой до 5,4 т.

Эскизное проектирование ракет для системы FALCON началось в конце 2003 г. в рамках программы «Operationally Responsive Spacelift» (ORS — «Оперативные средства выведения»). Тогда к работам по программе было привлечено девять фирм, с каждой из которой были заключены контракты стоимостью по 350—540 тыс. долл.

В качестве основных требований к новым транспортным системам, которые также будут использоваться для выведения военных спутников легкого класса, в зарубежной печати приводятся следующие:

— при запуске аппаратов CAV: поражение цели в любом районе Земли в течение 45—60 мин, оперативность проведения запуска после 24-часовой предстартовой готовности — 2 ч, пропускная способность наземных служб 16 стартов в сутки;

— при выведении КА: грузоподъемность 450 кг (на круговой орбите высотой 160 км); стоимость запуска 5 млн долл.

при интенсивности эксплуатации 20 стартов в год, оперативность проведения запуска после 24-часовой предстартовой готовности — 24 ч.

Летом 2004 г. после рассмотрения поступивших от подрядчиков предложений Управление DARPA и ВВС отобрали четыре компании, которые продолжат детализацию своих проектов:

— компания «AirLaunch» разрабатывает двухступенчатую жидкостную ракету «QuickReach», сбрасываемую с транспортного самолета С-17 (стоимость, заключенного с нею контракта на выполнение второго этапа работ, составила 11,4 млн долл.);

— компания «Lockheed Martin Space Systems», проектирует ракету с гибридными двигателями (стоимость контракта 11,6 млн долл.);

— компания «Microcosm» создает ракету-носитель «Sprite» с дешевыми кислородно-керосиновыми ЖРД «Scorpius» (стоимость контракта 10,4 млн долл.);

— компания «Space Exploration Technologies» («SpaceX»). Поскольку эта^фирма уже практически завершила разработку ракеты «Falcon-1» (совпадение названия ракеты и программы считается случайным), то заключенный с нею контракт стоимостью 8 млн долл. предусматривает выведение в 2005 г. малого военного спутника, а также проведение работ по повышению оперативности запуска ракет этого семейства.

Работы по второму этапу, получившему название «Rapid Launch Awards» («Контракты на ракеты оперативного запуска»), продлятся 10 месяцев; по их результатам будет выбран один или два подрядчика для изготовления летных образцов и проведения в 2007 г. демонстрационных полетов своих ракет.

К работам по платформе CAV и гиперзвуковому самолету-разгонщику HCV были привлечены четыре компании «Andrews Space», «Boeing», «Lockheed Martin Aeronautics» и «Northrop Grumman Air Combat Systems»; стоимость заключенных с ними контрактов находилась в пределах 1,2—1,5 млн долл. Сроки летных испытаний экспериментальных образцов аппаратов CAV (2006—2007) несколько опережают график рэ£от по новым ракетам; поэтому для их проведения намечается использовать уже имеющиеся транспортные системы. Запуски аппаратов будут осуществляться либо с базы Ванденберг, либо с острова Кадьяк в направлении тихоокеанского атолла Кваджалейн, являющегося центром Испытательного полигона систем ПРО им. Р. Рейгана.

Головным исполнителем работ второго этапа программы создания самолета HCV стала группа фирм во главе с компанией «Lockheed Martin Aeronautics» (Палмдейл, шт. Калифорния). Летом 2004 г. с последней был заключен шестимесячный контракт стоимостью 8,36 млн долл. на эскизное проектирование изделия. На этом этапе основное внимание подрядчиков, среди которых числятся фирмы «Aerojet», «Alliant Techsystems GASL» и «Pyrodyne», будет уделено проблемам создания термостойких материалов для силовой конструкции самолета, эффективной теплозащиты, усовершенствованных систем управления, наведения, стабилизации, выбору двигательной установки и оптимизации аэродинамической формы аппарата.

По предварительным оценкам, самолет HCV проектируется по схеме «волнолета» с профилированным несущим корпусом, обеспечивающим аэродинамическое качество, равное 6—7 единиц. После горизонтального взлета аппарат с полной боевой нагрузкой (5,4 т) должен осуществлять полет на высоте 40 км с крейсерской скоростью М=10.

Основным компонентом силовой установки самолета-раз-гонщика должны стать СПВРД, разработкой которых занимается компания «Aerojet». Отличительной особенностью новых двигателей Станет воронкообразный воздухозаборник, обеспечивающий трехмерное сжатие потока в воздушном канале.

В сравнении с достаточно освоенными СПВРД с двухмерными (прямоугольными) воздухозаборниками, двигатели подобной схемы, несмотря на более сложную конструкцию, имеют ряд важных преимуществ: более плотную компоновку, уменьшающую аэродинамическое сопротивление и теплопри-ток к корпусу, лучшие показатели по восстановлению давления, что в целом приводит к уменьшению массы самолета. В 2005 г. после стендовой отработки экспериментальных образцов СПВРД компания «Aerojet» совместно с австралийским консорциумом Australian Hypersonic Initiative планируют осуществить испытания двигателя при запусках высотных ракет.

Вероятно, по результатам этих испытаний Управление DARPA и ВВС будут принимать решение о строительстве и проведении демонстрационных полетов опытных моделей самолета HCV. Стоимость работ этого этапа продолжительностью 30 месяцев оценивается в 97 млн долл.

Для проведения летных испытаний предполагается изго-, товить экспериментальные модели трех типов. Первая из них — HTV-1 («Hypersonic Test Vehicle») с аэродинамическим качеством 2,5 — рассчитывается на автономный полет в течение 800 с (срок испытаний — 2007 г.). Через два года намечается осуществить запуски двух аппаратов HTV-2 с улучшенными летными характеристиками. К завершающему этапу испытаний предполагается подготовить две многоразовые модели HTV-3 с аэродинамическим качеством 4—5.

Важной особенностью программы FALCON является активное финансовое участие в ней NASA. В начале 2004 г., несмотря на жесткие бюджетные ограничения в связи с проработкой концепций пилотируемых полетов к Луне, на предварительные исследования по проектируемым военным системам агентством было выделено 355 тыс. долл. Через некоторое время NASA выразило готовность предоставить разработчикам уже 10 млн долл., большая часть из которых (8 млн долл.) остались неизрасходованными от программы «Next Generation Launch Technology» (NGLT), выполнявшейся совместно с ВВС с целью создания новых технологий для ТКС нового поколения. Около 2 млн долл. NASA планирует выделить из собственного бюджета 2005 ф.г. Однако для осуществления этих трансферов еще требуется разрешение Конгресса.

<<<Назад Страница 19 Далее>>>

WalkInSpace.Ru

Правила:

«Путешествие в космос» © 2024

Использование материалов допускается при условии указания авторства WalkInSpace.ru и активной ссылки на www.WalkInSpace.ru.

Используются технологии uCoz