Путешествие в космос - Авиационно-космические системы США

Программа NASP и ее развитие

Низкая рентабельность МТКС «Спейс Шаттл» вынудила США активизировать исследования по более эффективному средству выведения КА. Наибольшую заинтересованность в этих работах проявляло Министерство обороны, так как новая транспортная система оказалась малопригодной для решения многих задач этого ведомства. (В целом за прошедший период эксплуатации МТКС было осуществлено лишь 11 полетов, полностью посвященных программам Министерства обороны. Но при этом следует отметить, что для выведения попутных грузов и проведения экспериментов в интересах различных военных организаций эта система используется достаточно часто.)

Среди основных проблем, затруднявших использование МТКС «Спейс Шаттл» в военных целях, отмечаются следующие:

— низкая оперативность применения из-за продолжительного периода предстартовой подготовки и загруженности системы по программам NASA;

— высокий уровень уязвимости МТКС как в наземных условиях, так и при выполнении орбитального полета;

— высокая (стоимость эксплуатации усугублялась необходимостью проведения дорогостоящих работ по ужесточению режима секретности и скрытности операций по подготовке и проведению полетов по военным программам;

— отказ от запусков кораблей на полярные орбиты, активно используемых для решения разведывательных задач;

— отказ от комплектации МТКС по соображениям безопасности экипажа криогенными разгонными блоками, что существенно ограничило возможности по выведению стационарных спутников тяжелого класса.

Учитывая подобные обстоятельства (за исключением двух последних, явившихся следствиями катастрофы «Челлендже-ра»), ВВС еще в 1983 г. выступили с инициативой создания смешанного парка средств выведения, предусматривавшего наличие как МТКС, так и одноразовых ракет. С большим трудом руководству ВВС удалось убедить Конгресс и правительство в необходимости РН, по своей грузоподъемности сопоставимой с системой «Спейс Шаттл». Благодаря этому в 1984 г. была санкционирована разработка тяжелой ракеты «Титан-4», ставшей после ввода в Эксплуатацию в 1989 г. основным средством выведения спутников стратегического назначения.

Ракета-носитель «Титан-4» в полном объеме заменила систему «Спейс Шаттл» по развертыванию спутников тяжелого класса, обеспечив при этом возможности выведения грузов на полярные орбиты с базы Ванденберг. Однако эксплуатация этой ракеты, как и МТКС, была связана с высокими производственными затратами. Стоимость запуска ракеты без верхней ступени в 1993 г. оценивалась в 200—250 млн долл., а в комплектации с разгонным блоком «Центавр» — 350— 400 млн долл.

Таким образом, вопрос о сокращении стоимости выведения грузов по-прежнему оставался актуальным. Ситуация осложнялась планами развертывания многочисленной орбитальной группировки для перспективной системы противоракетной обороны, позднее получившей название «Стратегической оборонной инициативы» (СОИ). -Необходимый для реализации этой программы грузопоток в космос определялся несколькими тысячами спутников легкого и среднего класса. Причем для восполнения орбитальных систем на этапе эксплуатации требовалось обеспечить чрезвычайно высокую оперативность запуска новых аппаратов.

Как МТКС «Спейс Шаттл», так и ракета «Титан-4» не могли соответствовать предъявляемым требованиям ни по эксплуатационным, ни по экономическим показателям. Только исходя из реально возможных объемов финансирования этапа развертывания орбитальной группировки системы ПРО стоимость выведения грузов в космос по сравнению с текущим уровнем необходимо было сократить в 7—10 раз.

Ключом к решению задачи радикального снижения затрат на запуски КА представлялось использование полностью многоразовой одноступенчатой ТКС с текущими затратами, принятыми в авиационной технике. Большинство проводимых в 1980-х годах исследований были ориентированы на изучение возможностей создания ВКС, способного не только совершать гиперзвуковые полеты в верхних слоях атмосферы, но и выходить на околоземную орбиту.

На основе предварительных изысканий в 1985 г. начались работы по комплексной программе NASP («National Aerospace Plane» — «Национальный воздушно-космический самолет»), к реализации которой были привлечены многочисленные военные организации во главе с ВВС и NASA. Программа, получившая статус так называемых «черных проектов», была полностью засекречена, поэтому о полученных в ходе ее реализации результатах, как, впрочем, и о ее исходных задачах, определенно судить крайне затруднительно. Тем не менее...

^{Воздушно-космический самолет NASP}

Согласно опубликованным данным, целью программы NASP являлось создание двух пилотируемых экспериментальных самолетов Х-30. Эти демонстрационные модели перспективной МТКС, оснащенные СПВРД, должны были совершать полеты с крейсерской скоростью М=5—15, а при использовании небольшого ракетного двигателя разгоняться до скорости М=25, соответствующей выходу на околоземную орбиту. Старт и посадка аппаратов должны были выполняться в горизонтальном положении с и на аэродромную полосу длиной около 3 км (о типе двигателей, которые должны обеспечить разгон самолетов до скорости включения СПВРД в печати не сообщалось). За счет мобильности, непродолжительного послеполетного обслуживания на обычной авиационной базе и возможности оперативного запуска уязвимость таких ВКС по сравнению с МТКС «Спейс Шаттл» предполагалось существенно снизить.

На стадии концептуальных исследований новая транспортная система или созданные на ее элементной базе аппараты также рассматривались в следующих качествах:

— стратегического бомбардировщика, который должен будет заменить проектировавшийся тогда самолет В-2;

— истребителя для перехвата не только боевых авиационных средств, но и МБР, то есть подобные аппараты должны были стать составным элементом системы ПРО;

— высокоскоростного разведывательного аппарата;

— боевой крылатой ракеты.

Первоначально при определении общего вида самолета Х-30 проводилось сравнение трех схем: конической с круговым расположением воздухозаборников, интегральной с несущим корпусом и интегральной с формированием потока несущими плоскостями; обычная самолетная схема с нйзкорасполржен-ным крылом была отклонена уже на ранней стадии исследований из-за низкой ее эффективности при применении СПВРД.

Выполненные расчеты показали, что оптимальным вариантом для перспективного ВКС является несущий корпус с небольшим дельтавидным крылом и двухкилевым вертикальным оперением. Интегральная компоновка изделия предусматривала удлиненную нижнюю поверхность фюзеляжа, которая обеспечивала предварительное сжатие потока перед силовой установкой, состоящей из трех СПВРД. Профилированная кормовая часть играла роль элемента сопла.

Исходное значение стартовой массы аппаратов Х-30 определялось в 113 т (позднее она возросла до 159 т), а длина 46— 61 м. (При этом следует отметить, рто в справочных изданиях и многочисленных публикациях, посвященных проекту, конкретные значения грузоподъемности изделия не указывались. Лишь после закрытия программы появилось сообщение, что при габаритах, сопоставимых с размерами орбитального корабля системы «Спейс Шаттл», новый транспортный аппарат должен был выводить в космос грузы массой 9 т.)

Общие затраты на создание двух ВКС оценивались в 10.4 млрд долл. (в ценах 1992 г.). Согласно подготовленным планам первый испытательный полет изделия с достижением крейсерской скорости М = 5—15 должен был состояться в 2000 г., а с выходом на орбиту спустя два года.

Высокая сложность проекта потребовала нестандартных подходов к организации работ. Анализ результатов предварительного проектирования системы выявил, что ни одна из фирм-подрядчиков не сможет выполнить роль головного разработчика. Поэтому было образовано два промышленных консорциума — один по разработке планера, второй по созданию двигательной установки. В первый вошли фирмы «General Dynamics» (ныне подразделение компании «Lockheed Martin»), «McDonnell Douglas» и «Rockwell» (обе сейчас находятся в составе корпорации «Boeing»), а во второй консорциум фирм «Pratt and Whitney» и «Rocketdyne» (последняя из них также принадлежит корпорации «Boeing»).

<<<Назад Страница 49 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