Космос не океан
Чего бы они там не рисовали в "звёздных войнах" и сериале "стартрек", космос не океан. Слишком многие шоу оперируют научно неточными предположениями, отображая перемещение в космосе похожим на плавание по морю. Это не так
Вообще, космос не двухмерный, в нём нет трения, и у космолёта палубы не такие, как у корабля.
Более спорные пункты - космические аппараты не будут называться согласно морской классификации (например "крейсер", "линкор", "эсминец" или "фрегат", структура армейских званий будет похожа на звания ВВС, а не флота, а пиратов, скорей всего, вообще не будет.
Космос трёхмерен
Космос трёхмерен, он не двухмерный. Двухмерность - последствие заблуждения "космос это океан". Космические аппараты движутся не как лодки, для них доступно перемещение "вверх" и "вниз" Это нельзя сравнивать даже с полётом самолёта, поскольку у космического аппарата нет "потолка", его маневр теоретически никак не ограничен
Ориентация в пространстве тоже не имеет значения. Если вы видите как космические корабли "Энтерпрайз" и "Интрепид" проходят мимо друг друга "вверх ногами" - тут нет ничего странного, в реальности такое их положение ничем не запрещено. Больше того: нос корабля может быть направлен совсем не туда, куда в данный момент летит корабль.
Ракеты не корабли
Плевать на то, как выглядит планировка корабля "Энтерпрайз" или "Боевой Звезды Галактика". В научно правильной ракете "вниз" - это в сторону выхлопа ракетных двигателей. Другими словами, планировка космического корабля куда больше похожа на небоскрёб, чем на самолёт. Этажи расположены перпендикулярно оси ускорения, и "верх" - направление, в котором ускоряется в данный момент ваш корабль. Думать иначе - одна из самых назойливых ошибок, крайне популярная в НФ-произведениях. Это я ПРО ВАС Звёздные войны, Стартрек и Боевая звезда Галактика!
Это заблуждение выросло из ошибки "космос двухмерен". Некоторые произведения и вовсе превращают космические ракеты в что-то вроде лодок. Даже с точки зрения обычной глупости, торчащий из корпуса "мостик" будет отстрелен вражеским огнём куда быстрее, чем размещённый в глубине корабля, где у него будет хоть какая-то защита (тут немедленно вспоминаются Star Trek и "Uchuu Senkan Yamato").
(Энтони Джексон указал два исключения. Первое: если космический аппарат действует как атмосферный самолёт, в атмосфере "вниз" будет перпендикулярен крыльям, противоположно подъёмной силе, но в космосе "вниз" станет направлением выхлопа двигателей. Второе: ионный двигатель или иной двигатель малого ускорения может придать кораблю некоторое центростремительное ускорение, и "вниз" окажется направлен по радиусу от оси вращения. )
Ракеты не истребители
Крестокрыл и "вайпер" могут маневрировать на экране как им вздумается, но без атмосферы и крыльев атмосферных маневров не бывает.
Да, развернуться "на пятачке" тоже не удастся. Чем быстрее движется космический аппарат, тем труднее маневрировать. Он НЕ БУДЕТ двигаться как самолёт. Более удачной аналогией будет поведение разогнанного на большой скорости полностью загруженого тягача с прицепом на голом льду.
Ракеты не стрелы
Космический аппарат вовсе не обязательно летит туда, куда указывает его нос. Пока двигатель работает, ускорение направлено туда, куда смотрит нос корабля. Но если отключить двигатель, корабль можно свободно вращать в желаемом направлении. При необходимости вполне можно лететь "боком". Это может быть полезным для совершения полного бортового залпа в бою.
Так что все сцены из "звёздных войн" с истребителем, пытающимся стряхнуть врага с хвоста - полная чушь. Им достаточно развернуться вокруг своей оси и расстрелять преследователя (неплохим примером будет эпизод сериала Babylon 5 "Midnight on the Firing Line").
У ракет есть крылья
Если на вашей ракете есть силовая установка на некоторое количество мегаватт, абсурдно мощный тепловой двигатель или энергетическое оружие, ей потребуются огромные радиаторы для теплоотвода. В противном случае, она довольно быстро расплавится, а то и запросто испарится. Радиаторы будут выглядеть как огромные крылья или панели. Это изрядная проблема для боевых кораблей, поскольку радиаторы крайне уязвимы к огню.
У ракет нет окон
Иллюминаторы на космическом корабле нужны примерно в той же мере, что и на подводной лодке. (Нет, Seaview не считается. Строго научная фантастика. Окон панорамного обзора на подводной лодке Trident не бывает). Иллюминаторы - ослабление структурной прочности, да и потом, на что там смотреть? Если корабль не на орбите планеты или не вблизи другого корабля, видны только глубины космоса и ослепительное солнце. А ещё, в отличие от субмарин, на борту космического корабля окна пропускают поток радиации.
Сериалы Star Trek, Star Wars, и Battlestar Galactica ошибочны, поскольку битвы НЕ БУДУТ происходить на дистанциях в считанные метры. Направленное энергетическое оружие будет работать на тех дистанциях, где вражеские корабли видно только в телескоп. Глядя на битву в иллюминатор, вы ничего не увидите. Корабли будут слишком далеко, или же вас ослепит вспышка ядерного взрыва или лазерного огня, отражённого от поверхности цели.
Навигационный отсек может иметь обзорный астрономический купол на экстренный случай, но большая часть окон будет заменена радаром, телескопическими телекамерами и схожего типа сенсорами.
В космосе нет трения
В космосе нет трения. Здесь, на Терре, если вы ведёте машину, достаточно отпустить газ, и машина начнёт тормозиться трением о дорогу. В космосе, отключив двигатели, корабль сохранит свою скорость на весь остаток вечности (или пока не врежется в планету или что-то ещё). В фильме "2001 A Space Odyssey" вы могли заметить, что космический аппарат "Дискавери" летел к Юпитеру без единого облачка выхлопа из двигателей.
Вот почему бессмысленно говорить о "дистанции" ракетного полёта. Любая ракета не на орбите планеты и не в гравитационном колодце Солнца обладает бесконечной дистанцией полёта. В теории можно зажечь двигатели и отправиться в Галактику Андромеды... добравшись до цели за какой-то миллион лет. Вместо дальности имеет смысл говорить об изменении скоростей.
Ускорение и торможение симметричны. Час ускорения до скорости в 1000 километров в секунду требует примерно часа торможения чтобы остановиться. Нельзя просто "нажать на тормоза" - как на лодке или автомобиле. (Слово "примерно" использовано потому, что корабль при ускорении теряет массу и его становится легче затормозить. Но эти детали пока можно игнорировать.)
Если вы хотите постигнуть интуитивно принципы движения космических кораблей, рекомендую поиграть в какую-нибудь одну из немногих точных игр-симуляторов. Список включает компьютерную игру Orbiter, компьютерную же (к сожалению не переиздававшуюся) игру Independence War и настольные военные игры Attack Vector: Tactical, Voidstriker, Triplanetary, и Star Fist. Ну или в Kerbal Space Program.
Топливо не обязательно приводит корабль в движение напрямую
У ракет есть разница между "топливом" (указано красным) и "реакционой массой" (указана голубым). Ракеты соблюдают третий закон Ньютона при движении. Масса выбрасывается, придавая ракете ускорение.
Топливо в данном случае расходуется на то, чтобы выбрасывать эту реакционную массу. В классической атомной ракете уран-235 будет топливом, обычные урановые стержни в ядерном реакторе, но реакционная масса - водород, разогретый в этом самом реакторе и вылетающий из дюз корабля.
Путаница вызвана тем, что в химических ракетах топливо и реакционная масса - одно и то же. Шаттл или ракета Сатурн 5 расходуют химическое топливо, напрямую выбрасывая его из дюз.
Автомобили, самолёты и лодки обходятся сравнительно малыми количествами топлива, но для ракет это не так. Половина ракеты может быть занята реакционной массой, а другая половина - элементами конструкции, экипажем и всем остальным. Но куда вероятнее соотношение в 75% реакционной массы, а то и хуже. Большинство ракет - огромный бак реакционной массы с двигателем на одном конце и крохотным отсеком экипажа на другом.
В космосе звука НЕТ
Мне плевать, сколько вы видели фильмов с ревущими двигателями и громыхающими взрывами. Звук передаётся атмосферой. Нет атмосферы - нет звука. Никто не услышит ваш последний "бабах". Правильно этот момент отображался в крайне немногих сериалах, среди которых Babylon 5 и Firefly.
Единственное исключение - взрыв ядерной боеголовки в сотнях метров от корабля, в этом случае поток гамма-лучей заставит корпус издать звук при деформации.
Масса не вес
Есть разница между весом и массой. Масса всегда одинакова для объекта, а вот вес зависит от того, на какой планете объект. Кирпич массой в один килограмм будет весить 9.81 ньютонов (2.2 фунта) на Терре, 1.62 ньютона на Луне (0.36 фунтов), и ноль ньютонов (0 фунтов) на борту Международной Космической Станции. А вот масса везде останется одним килограммом. (Крис Базон указал, что если объект движется на релятивистской скорости относительно вас, то вы обнаружите увеличение массы. Но это нельзя заметить на обычных относительных скоростях.)
Практические последствия этого сводятся к тому, что на борту МКС нельзя двигать что-то тяжёлое, постукивая по предмету одним мизинцем. (Ну, то есть, можно, где-то по миллиметру в неделю или около того.). Шаттл может висеть рядом со станцией, обладая нулевым весом... но сохраняя массу в 90 метрических тонн. Если вы его толкнёте - эффект окажется крайне незначительным. (примерно как если бы вы толкнули его на посадочной полосе на мысе Кеннеди).
И, если шаттл медленно движется к станции, а вы попались между ними, нулевой вес шаттла всё равно не спасёт вас от печальной участи превратиться в лепёшку. Не стоит тормозить движущийся шаттл, упираясь в него руками. На это надо столько же энергии, сколько и на то, чтобы привести его в движение. В человеке столько энергии нет.
Извините, но ваши орбитальные строители не смогут ворочать многотонные стальные балки так, словно это зубочистки.
Другой требующий внимания фактор - третий закон Ньютона. Толчок стальной балки вовлекает в себя действие и противодействие. Поскольку масса балки скорей всего больше, она едва сдвинется. А вот вы, как менее массивный объект, отправитесь в противоположном направлении с куда большим ускорением. Это делает большую часть инструментов (например, молотки и отвёртки) бесполезными для условий свободного падения - приходиться идти на огромные ухищрения, чтобы создать похожие инструменты для условий нулевого тяготения.
Свободное падение не является нулевой силой тяжести
Технически, люди на борту космической станции не находятся в "нулевой гравитации". Она там почти не отличается от гравитации на поверхности Земли (около 93% земной). Причина, по которой все "летают" - состояние "свободного падения". Если вы окажетесь в лифте когда оборвётся кабель, вы тоже переживёте состояние свободного падения и будете "летать"... пока не упадёте. (Да, Джонатан указал, что тут игнорируется сопротивление воздуха, но вы поняли основную идею.)
Дело в том, что станция находится на "орбите" - что является хитрым способом падать, постоянно промахиваясь мимо земли.
Взрыва не будет
Оказавшись в вакууме без защитного костюма вы НЕ ЛОПНЕТЕ как шарик. Доктор Джеффри Лэндис провёл достаточно подробный анализ этого вопроса.
Вкратце: Вы останетесь в сознании на протяжении десяти секунд, не взорвётесь, всего проживёте около 90 секунд.
Им не нужна наша вода
Маркус Баур указал, что вторжение инопланетян на Терру ради нашей воды - всё равно что вторжение эскимосов в центральную америку ради кражи льда. Да, да, это про пресловутый сериал V.
Маркус: Нет нужды прилетать на Землю за водой. Это одна из самых распространённых субстанций "там, наверху"... так что зачем гнать корабль за несколько световых лет ради того, что можно без труда.
Немного про войну в космосе.
Военные игры, типа STAR CRUISER от компании GDW описывают космический бой как "прятки с базуками". Боевые корабли - крохотные иголочки в огромном стогу космоса. Первый, кто обнаружит противника, скорее всего тут же и выиграет столкновение - просто испарив его ядерной боеголовкой. Включение активных сенсоров - аналог самоубийства. Как только человек с базукой начинает мигать фонариком - остальные видят его, и бьют на свет без промаха. Сенсоры и оружие лучше разместить подальше от корабля на беспилотных дронах.
Ну, это всё чушь собачья.
С "атомной базукой" согласиться ещё можно. А вот с "прятками" - нет. У факельного корабля излучение полной тяги составляет несколько тераватт. Его можно заметить от Альфа Центавра. Пассивным сенсором.
Куда более слабые двигатели космического шаттла видны "всего лишь" с орбиты Плутона. Что же до маневровых двигателей того же шаттла - их видно из пояса астероидов. Даже крохотный ионнный двигатель на 1/1000g виден с дистанции в астрономическую единицу.
Это современными технологиями. Дальше с обнаружением будет ещё будет лучше.
Как воевать на орбите?
Один из методов представляет собой интенсивный пучок микроволнового излучения, подаваемый на объект. Фактически, эта технология уже была ранее проверена полицией, как средство остановки автомобиля, движущегося на высокой скорости. В нем просто отключали все электрические устройства.
Подобные устройства, установленные на спутниках, представляют собой «оружие направленной энергии». Они позволят отключать спутники противника, не создавая больших облаков орбитального мусора. Потенциально такую атаку можно сделать похожей на несчастный случай и отрицать свою причастность к ней.
Использование помех для затруднения радиолокации и связи знакомо еще по Второй мировой войне. Эффективно подавляя радиошумом приемник, можно скрыть передачу подлинных сигналов и вовсе отключить систему.
Кинетические устройства и лазеры
Однако самым очевидным способом повредить спутник остается физическое воздействие. Движущиеся аппараты обладают очень высокой кинетической энергией и импульсом. Если более медленный движущийся объект поместить на траектории движения, то столкновение будет фатальным.
Так называемые «кинетические убийства» ранее использовались для того, чтобы вывести спутники из строя в конце их срока службы. США, Россия, Китай и Индия продемонстрировали способность сделать это. Для этого использовались ракеты наземного базирования. Однако направленная на вражеский спутник ракета была бы довольно заметной. Ее, наверняка, заметили бы наблюдательные системы других стран.
Более тонкий метод заключается в том, чтобы уничтожить вражеский спутник, собрав на его пути как можно больше мусора. Это может выглядеть как несчастный случай и фактически уже происходило с орбитальными аппаратами.
Что касается кинетического оружия в космосе, то пулеметы, скорее всего, использовать не получится из-за их отдачи. Если пуля будет выпущена под любым углом, не совпадающим по направлению с движением спутника, он быстро изменит собственную орбиту. Идея применения кинетического оружия возникла давно. Например, советская космическая станция «Салют-3» в середине 1970-х годов была вооружена скорострельной пушкой.
Лазеры также рассматриваются в качестве космического оружия. Они могут уничтожать солнечные батареи аппаратов противника. Без питания спутник не сможет связаться с наземной станцией и будет, по существу, потерян. Отдача от лазера намного меньше, и отсутствие атмосферы позволило бы им работать лучше, чем на поверхности Земли.
Лазер также может быть использован для ослепления контрольно-измерительных приборов на спутнике противника. Это снизит эффективность работы программного обеспечения.
Наиболее вероятными целями будут спутники, предназначенные для связи или наблюдения. Страна, лишенная средств связи и не способная наблюдать за противником, никогда не узнает о начале нападения.
Как будет выглядеть космическая война с Земли? В свое время научно-фантастические фильмы заставили нас поверить, что космические лазеры будут использовать видимый свет. Однако более короткие волны на самом деле производят больше энергии. Земные наблюдатели вряд ли увидят какие-либо эффектные свидетельства «звездных войн». Если только кинетический удар не разрушит космический аппарат. Тогда его обломки загорятся при входе в атмосферу. Тем не менее, атаки смогут повлиять на жизнь на Земле, нарушая работу GPS, телевидения и даже банкоматов.
Ядерное оружие
Небольшое количество ядерных испытаний в космосе было проведено в 1960-х годах. Это привело к появлению искусственных радиационных поясов вокруг Земли, которые можно было обнаружить даже спустя десятилетия после этого события, что представляло опасность для космонавтов. Эти радиационные пояса также отключили несколько спутников на низкой околоземной орбите.
Вполне очевидно, что достаточно будет всего несколько ядерных взрывов, чтобы сделать космос непригодным для любых спутников на десятилетия вперед.
Физика космоса
При космических войнах сразу же на ум приходят скоростные истребители, которые выкручивают виражи вокруг астероидных полей. Однако в действительности такое будет физически невозможно. Во-первых, в космосе отсутствует атмосфера, а значит и крылья с элеронами будут абсолютно бесполезны. Во-вторых, в вакууме отсутствует сила трения, поэтому тело будет сохранять свой импульс движения. Для каждого маневра придется тратить топливо, в том числе для торможения. Изменить курс плавно будет проблематично.
Другой проблемой являются перегрузки и скорости. Пилоты истребителей испытывают перегрузки до 12 G, а рекорд принадлежит членам экипажа «Союз», которые при аварийной посадке испытывали перегрузку в 20-26 G. В космосе объекты будут двигаться намного быстрее, чем летают современные истребители. Именно поэтому космические войны с большой вероятностью будут вести дроны, способные перемещаться прямолинейно в трехмерном пространстве. И тот, у кого такие беспилотные корабли окажутся быстрее и точнее, будет победителем.
Одним из самых перспективных считается орбитальное орудие. Группа спутников на орбите планеты способна оперативно нанести удар практически по любой точке планеты. Лучевое оружие будет невозможно перехватить. Дополнительно группировка таких спутников сможет сбивать любые баллистические ракеты еще на взлете.
В США в 1980-х разрабатывалась система орбитальных зеркал. Согласно проекту, на земле размещался мощный лазер. Его луч отражался от спутника, расположенного на геостационарной орбите. Проект, естественно, не получил реализации из-за отсутствия лазерной технологии, однако в ближайшем будущем с развитием лазеров такое оружие может получить вторую жизнь. Например, американская разработка HELLADS мощностью в 150 кВт способна поражать ракеты и БПЛА на расстоянии до 100 километров. А что будет, если мощность лазера составит несколько гигаватт?
Самолет из советских времен для войны в космосе
Разработка космического аппарата началась в 1965, а в 1976 году МиГ-105-11 совершил первый тестовый полет. МиГ-105 мог развивать сумасшедшую на тот момент скорость в 800 км/ч. Советский космический самолет поднимался на высоту в 130 км (сегодня считается, что космос начинается на высоте 118 км). Программа Спираль создала несколько различных версий космического самолета.
Космические самолеты программы Спираль, совершали различные функции:
1. Одна из основных задач – передача целевых координат;
2. Нанесение ударов по целям противника на Земле (ракеты были оснащены атомными боеголовками);
3. Перехват вражеских объектов в космосе;
4. В ближнем бою самолет атаковал цели шестью самонаводящимися ракетами на расстоянии 30 км;
5. В дальнем бою с космическими кораблями мог атаковать цели на расстояние в 350 км.
Самолеты космической программы Спираль совершили 8 тестовых вылетов. В 1978 году программа была завершена из-за отсутствия финансирования. Сегодня прототипы космических самолетов вы можете увидеть в Музее Центральных военно-воздушных сил, в поселке Монино, Московская область.
Боевой космический корабль
Одним из самых грозных объектов в космосе должен был стать советский проект 1960-х годов по вооружению космического корабля "Союз". Целью программы было создание пилотируемого корабля, который мог бы наблюдать за территорией противника и уничтожать вражеские спутники.
В планах описан корабль с управляемой вручную пушкой, который мог бы незаметно подкрадываться к другим объектам и разносить их на части снарядами. К числу основных целей относились американские спутники-шпионы и любые снабженные вооружением космические аппараты США.
Предполагалось, что космонавт будет наводить орудие на цель, разворачивая корабль таким образом, чтобы направление на нее совпало с линией прицела.
Чтобы отдача после выстрела не заставила "Союз" отлететь назад или начать бесконтрольно вращаться, пушка была установлена на специальную платформу с низким коэффициентом трения.
Несмотря на то, что, по имеющимся данным, технология была разработана, а космонавты прошли соответствующую подготовку, военную программу в итоге свернули ради проекта гражданской космической станции.
"Большой Джи"
Программа "Джемини" (англ. Gemini - созвездие Близнецов. - Прим. переводчика), начатая в середине 1960-х годов, включала в себя космические эксперименты непревзойденной смелости.
Несмотря на то, что в кабину космического корабля "Джемини" размером с два кресла от малолитражки с трудом втискивались два космонавта, именно этот проект ознаменовал собой целый ряд космических успехов США: первый выход американца в открытый космос, первый длительный космический полет, первое орбитальное сближение и стыковку, а также первое применение на космическом корабле топливных элементов и программируемых компьютеров.
Конструкция "Джемини" была настолько удачной, что ее создатель, компания McDonnell Douglas, планировала увеличить вместимость маленького корабля до девяти человек. Проект получил название Big G; в рекламном буклете его описывали как "космический грузовик".
Планировалось, что "Большой Джи" будет доставлять астронавтов на военную космическую станцию и обратно на Землю.
Корабль состоял из двух отсеков: стандартной двухместной капсулы "Джемини" спереди и большой кабины для экипажа сзади.
McDonnell Douglas разработала детальные чертежи и даже построила несколько макетов в натуральную величину для показа чиновникам NASA.
Но проект космической станции был приостановлен, и в 1971 году "Большим Джи" пожертвовали ради проекта космического челнока.
Тем не менее, идея большой капсулы для транспортировки людей на орбиту и обратно вновь считается перспективной, и NASA финансирует соответствующие проекты компаний Boeing и SpaceX.
Орбитальная станция "Фридом"
Проект орбитальной станции, подписанный президентом США Рональдом Рейганом в 1984 году, сильно отличался от нанешней Международной космической станции (МКС).
"Фридом" представляла собой нечто большее, чем просто орбитальную лабораторию.
Она должна была оснащаться не только лабораториями, но и полностью укомплектованным медотсеком, а также рекреационными зонами. Наверное, самой впечатляющей частью проекта был ангар, куда должны были доставлять для ремонта спутники и космические корабли, а затем выпускать их обратно в космос.
В общем, "Фридом" задумывалась куда более похожей на космические станции из научной фантастики, чем та неуклюжая связка цилиндров, которая находится на орбите сейчас. К сожалению, она оказалась дорогой и непрактичной, а после окончания холодной войны и ненужной.
Станция Алмаз
«Алмаз» — советская программа космических станций, инициированная В.Н. Челомеем ещё в 1960-х годах. Хрущёв поощрял это предложение, и Челомей пользовался его покровительством. Разработка шла под грифом «совершенно секретно».
Цель проекта заключалась в глобальной слежке за всей планетой в интересах СССР. Для этого на специальных новых орбитальных станциях было предусмотрено мощное бортовое оборудование: обычные камеры и инфракрасные камеры, телескоп. Для предотвращения нападения на платформу, на ней были установлены ракеты и пушка, работающая в вакууме.
Первые три пилотируемые станции под названием «Салют» с номерами 2, 3 и 5 были запущены успешно. Но Челомей находился в очень острых отношениях с государственным деятелем Устиновым — министром обороны СССР. И когда Никита Хрущёв покинул свой пост, Устинов решил отыграться и отомстить своему сопернику.
Так, в 1978 году прозвучал приказ о свёртывании проекта «Алмаз» в связи с перебросом сил и средств на разработку космического корабля «Буран». Со стороны Устинова, это был настоящий "удар в спину". И только когда он покинул пост министра обороны, было решено возобновить программу «Алмаз».
Новый пуск состоялся лишь в 1986 году, но завершился неудачей ввиду неполадки ракеты-носителя. В июле следующего года был совершён следующий пуск станции под названием "Космос-1870". Вывод на околоземную орбиту прошёл в штатном режиме и спутник начал свою работу. Сразу же началась разработка модифицированной платформы, и спустя 4 года новая станция «Алмаз-1» повторила успех своего предшественника.
Спутники демонстрировали отличные результаты и началось проектирование следующего образца под названием «Алмаз-2» с использованием современного инновационного оборудования. Но через пол года Советский Союз распался, денег в бюджете не хватало, и проект так и не был реализован.
Орбитальный бомбардировщик Ту-2000
История удивительного проекта под обозначением Ту-2000 началась еще в 1970-е годы, когда ОКБ-156 (частично в инициативном порядке) занялось разработкой воздушно-космического самолета в интересах вооруженных сил массой около 300 тонн. В ходе проектных работ было предложено несколько вариантов, включая достаточно оригинальные. К примеру, рассматривалась возможность создания самолета с ЖРД на тепловыделяющих элементах, с плазменными или ионными двигателями, ядерной силовой установкой. Проекты были признаны интересными, но воплощать их в жизнь никто не торопился, предпочтение отдавалось развитию ракетных систем.
Интерес к подобному проекту возник вновь после появления в США космического корабля «Space Shuttle». После 1981 года работы по созданию воздушно-космического самолета в СССР резко активизировались, и спустя три года ОКБ-156 представило ряд конкретных технических предложений по разработке авиационно-космической системы на базе одноступенчатого орбитального самолета. Планировалось, что взлетать новинка будет как с земли, так и с самолетов-носителей.
Вторым событием, которое подталкивало Советский Союз к работам над орбитальным самолетом, стало то, что в 1986 году США приступили к созданию перспективного космического корабля многоразового использования — одноступенчатого космолета NASP X-30. Отличительной чертой данного летательного аппарата должна была стать гиперзвуковая скорость полета. Первоначально он разрабатывался как транспортная система, обладавшая горизонтальной и вертикальной системой взлета и посадки. Космолет предназначался для доставки грузов и людей в космос. Выгода от его использования заключалась в экономии при выводе на орбиту, сокращении технического персонала, сокращении времени подготовки к вылету. При этом подобные технологии редко ограничивались лишь гражданской сферой. Нельзя было исключать того, что в дальнейшем на базе X-30 будет создан боевой летательный аппарат, к примеру, гиперзвуковой бомбардировщик.
В этих условиях СССР не мог не разрабатывать свой ответ на гипотетическую американскую угрозу. 27 января и 19 июля 1986 года вышли два постановления правительства СССР, которые предусматривали создание эквивалента американской разработке. 1 сентября того же года Минобороны Советского Союза подготовило техзадание на создание одноступенчатого многоразового воздушно-космического самолета (МВКС). МВКС должен был обеспечить экономичную и эффективную доставку на околоземную орбиту различных грузов, высокоскоростную трансатмосферную межконтинентальную транспортировку, а также решать военные задачи как в ближнем космическом пространстве, так и в земной атмосфере. На конкурс было представлено большое количество различных проектов, в том числе ОКБ Туполева, ОКБ Яковлева, НПО «Энергия», ЦНИИ машиностроения, ЦАГИ им. Н. Е. Жуковского, корпорации «МиГ», но в итоге был выбран и получил одобрение проект Туполева, под обозначением Ту-2000.
При этом Ту-2000 изначально проектировался в нескольких вариантах: Ту-2000А, Ту-2000МВКС и Ту-2000Б. Все три проекта имели значительные отличия друг от друга, обладая при этом уникальной компоновкой силовой установки — для полетов самолет должен был использовать несколько типов двигателей: жидководородный (ЖРД), турбореактивный (ТРД), а также широкодиапазонный прямоточный воздушно-реактивный (ШПРВД).
Самолет, получивший индекс «А», был предназначен для проведения всесторонних испытаний и проверки и отработки новых технологий. Его взлетный вес планировался на уровне в 70-90 тонн, максимальная скорость полета — 6 махов на высоте около 30 километров. Длина фюзеляжа практически 60 метров, размах крыла — 14 метров. Максимальная скорость такого самолета приближалась к 7200 км/ч, он должен был получить 4 ТРД, один ШПРВД и два ЖРД.
Версия летательного аппарата, получившая индекс МВКС, была предназначена для вывода на околоземную орбиту людей и грузов. Планировалось, что такой космический самолет сможет развивать скорость в 20-25 махов, а также выводить на орбиту грузы массой до 10 тонн. В качестве силовой установки планировалось использовать сразу 8 ТРД, один ШПРВД и один ЖРД.
Самолет с индексом Б в названии представлял собой военный вариант машины. Это был достаточно крупный воздушно-космический бомбардировщик с длиной фюзеляжа около 100 метров, взлетной массой в 300 тонн и размахом крыла — 40,7 метра. Его планировалось использовать в качестве орбитального бомбардировщика. Согласно опубликованным в сети данным, его максимальная дальность полета могла составить до 10 тысяч километров. В некоторых источниках говорится о том, что в ОКБ Туполева рассматривали вариант осуществления морской дозаправки самолета по типу ЛЛ-600 (проект бомбардировщика, тяжелой летающей лодки Бериева) из всплывающих контейнеров. Однако данная информация, скорее всего, является ошибочной.
Конструкторами Туполева для воздушно-космического самолета (ВКС) была выбрана аэродинамическая схема «бесхвостка». Данная схема отличается тем, что у самолета отсутствуют отдельные плоскости управления высотой, в полете используются лишь плоскости, которые установлены на задней кромке крыла. Данные плоскости называются элевонами и комбинируют в себе функции рулей высоты и элеронов. Все элементы ВКС были конструктивно интегрированы вокруг силовой установки, которая состояла из 4-х ТРД, размещенных в хвостовой части, основного разгонного ШПВРД, размещенного под фюзеляжем в задней его части, а также двух ЖРД, предназначенных для осуществления маневров в космическом пространстве и установленных между ТРД.
На ВКС использовалось крыло треугольной формы малого удлинения и сравнительно небольшой площади. Большую роль в создании необходимой подъемной силы брал на себя фюзеляж летательного аппарата, обладающий плоской нижней поверхностью. Органы управления были характерны для самолетов данной аэродинамической схемы: элевоны на крыле и руль поворота на киле.
Основным двигателем космического самолета был ШПВРД, включавший в себя регулируемые камеры сгорания с косым срезом, воздухозаборник внешне-внутреннего сжатия и многоканальную систему подачи топлива. Основной разгонный режим выполнялся именно на нем. При этом воздушные каналы ТРД после достижения скорости полета М=2-2,5 и начала работы ШПВРД закрывались специальными заслонками, которые в открытом состоянии образовывали входное устройство воздухозаборника ТРД.
Особенностью конструкции ВКС называли также интегральное решение во взаимосвязанной компоновке силовой установки и планера. Так нижняя поверхность фюзеляжа самолета выполняла следующие функции: обеспечивала внешнее сжатие воздуха, который входил в ШПВРД, служила верхней профилированной поверхностью сопла с косым срезом, а также была верхней поверхностью замкнутой камеры внутреннего сжатия воздуха и сгорания топлива.
Фюзеляж ВКС был достаточно большого размера, в основном его пространство занимали баки, наполненные жидким водородом. В носовой его части находилась кабина экипажа, который состоял из двух человек. Наличие автоматической системы спасения экипажа позволяло им спастись во всем диапазоне высот. Носовая часть вместе с кабиной пилотов была выполнена отделяемой и представлена в двух вариантах: с катапультируемыми креслами самолетного типа и с отделяемой и спасаемой на парашюте кабиной экипажа. На экспериментальном ВКС планировалось использовать катапультируемые кресла в связке с отделяемой предварительно носовой частью с кабиной экипажа.
Непосредственно за кабиной экипажа был расположен технический отсек радиоэлектронного оборудования, в этот же отсек после взлета убиралась передняя стойка шасси. Средняя и задняя части фюзеляжа космического самолета были заняты топливным баком с жидким водородом. Для питания ЖРД окислителем в хвостовой части был расположен также кислородный бак. Все двигатели данной машины в качестве горючего должны были использовать жидкий водород, подаваемый из единой топливной системы. Шасси ВКС было выполнено по традиционной трехопорочной схеме с носовой стойкой. Передняя стойка имела спаренные колеса небольшого диаметра, основные стойки — одноколесные, после взлета убирались в отсеки в районе крыла.
Работы по созданию нового самолета были приостановлены в 1992 году. Причин у приостановки проекта было несколько. Самая очевидная из них — это отсутствие финансирования. Страна переживала непростые времена, а опытно-конструкторские работы по проекту Ту-2000 по некоторым данным оценивались в сумму более 5 миллиардов долларов. Второй причиной было то, что в тот момент в России еще не было проведено достаточного объема испытаний на предмет поведения летательного аппарата при полете на гиперзвуковых скоростях. Никто достоверно не знал, с какими именно проблемами, в первую очередь температурными, придется столкнуться такому самолету. Также имелась проблема с поиском подходящих жаропрочных сплавов.
До приостановки работ по проекту в 1992 году, для Ту-2000 уже были произведены: элементы фюзеляжа, кессон крыла из никелевого сплава, композитные топливопроводы и криогенные топливные баки. Согласно проекту гиперзвуковой самолет должен был использовать турбопрямоточные двигатели с переменным циклом на жидком водороде или метане. А макет космического самолета Ту-2000 был даже показан на стенде ОКБ имени А.Н.Туполева в рамках выставки «Мосаэрошоу-92».
Silbervogel
Да это космо-нацизм.
В специально созданном Научно-исследовательском институте техники ракетного полета в германском г. Грауэн с 1936 года шли работы по созданию этого самолета, так называемого "бомбардировщика-антипода", идею которого австрийский инженер д-р Ойген Зенгер (Eugen Sänger) изложил в своей книге "Техника ракетного полета" в 1933 году. В СССР, кстати, был "Обзор трофейной техники. Выпуск № 1. Дальний бомбардировщик с ракетным двигателем. Э.Зенгер и И.Бредт" - 1946 год, где подробно рассматривается данный вопрос (в настоящее время данную книгу можно найти без проблем).
К 1939 году было завершено строительство лабораторий, цехов, испытательных стендов и административного здания института, где д-р Зенгер с опытными сотрудниками начал осуществлять сложную десятилетнюю программу исследований и экспериментов. Планировалось создать самолетный ракетный двигатель с тягой 100 тонн и максимально возможной скоростью истечения газов.
В данную программу также входило:
создание помп и другого оборудования для ракетного двигателя,
изучение вопросов аэродинамики самолета при скоростях полета в пределах чисел Маха от 3 до 30,
разработка сверхзвуковой стартовой катапульты
и многое другое.
Суть идеи
Идея заключалась в следующем. Самолет при быстром снижении в плотные слои атмосферы с большой (около 250 км) высоты, должен рикошетировать от верхних слоев атмосферы, затем подниматься опять в безвоздушное пространство, повторяя это движение много раз. Таким образом, самолет должен идти по волнообразной траектории, словно плоский камень, который многократно рикошетирует от поверхности воды. После каждого погружения в плотные слои атмосферы, некоторое количество кинетической энергии будет теряться, поэтому "прыжки" машины будут постепенно уменьшаться и, в итоге, самолет перейдет на планирующий полет.
Уникальные особенности бомбардировщика Зенгера
Бомбардировщик в своей конструкции воплощал целый ряд уникальных особенностей. При сохранении очертаний обычного самолета, необходимо было придать фюзеляжу острую специфическую форму в носовой части, что вызвано особыми аэродинамическими свойствами при очень большой скорости и специальной техники полета. Нижняя часть фюзеляжа (горизонтально по всей длине) представляла собой плоскую поверхность. Ширина фюзеляжа превышает его высоту и возможно размещение двух рядов цилиндрических баков для топлива.
Стремление к снижению лобового сопротивления и уменьшению до минимума эффекта трения поверхности самолета о воздух в полете при больших числах Маха оказало значительное влияние на конструкцию самолета. Проектируемая максимальная дальность полета составляла 23400 км. Относительно малые трапециевидные крылья необходимы по большей мере для стабилизации самолета в полете и для посадки. Крыло с обычным профилем, с максимальной толщиной, равной 1/20 хорды.
Установочный угол атаки крыла подобному самолету не нужен; при низком расположении крыла несущие поверхности фюзеляжа и крыла образуют единую плоскость. Вертикальное оперение размещено на концах горизонтального стабилизатора самолета. Предполагалась установка ракетного двигателя, который работает на жидком кислороде и нефти с тягой 100 тысяч килограммов. Постройка данного двигателя уже была велась.
Проектировался взлетный вес бомбардировщика Зенгера в 100 тонн (с учетом бомбовой нагрузки), вес же самолета без топлива составлял 10 тонн, полезная нагрузка включала 0,3 тонны. Самолет должен был взлетать с горизонтального рельсового пути длиной 2,9 км благодаря мощным стартовым ускорителям, которые способны сообщить самолету скорость на взлете около 500 м/сек; 30° должен был составлять угол набора высоты. Ожидалось, что при полном выгорании топлива самолет сможет достичь скорости 5900 м/сек и уйти на высоту 250 км. Далее самолет Зенгера станет пикировать до высоты около 40 км, после чего снова устремится ввысь, отразившись от плотного слоя атмосферы.
Итог
То, что реализация данного грандиозного проекта невозможна в условиях второй мировой войны стало очевидным в 1942 году и работы по самолету были приостановлены в пользу баллистических ракет д-ра фон Брауна. Бомбардировщик Зенгера стал еще одним нереализованным проектом Третьего Рейха, проект который на десятки лет опережал свое время. Однако, есть мнение, что согласно послевоенным расчетам, аппарат Зенгера в принципе не мог функционировать как предполагал изобретатель, и был бы разрушен при первом же касании атмосферы.
На этом хватит.
Оценил 1 человек
1 кармы